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数字控制机床产生及电气控制系统设计

来源:云一数控 发布时间: 2020-04-22

一、数控机床的产生
  科学技术和社会生产力的迅速发展,数控机床(NumericalControlMachineTools)是用数字代码形式的信息(程序指令),控制刀具按给定的工作程序、运动速度和轨迹进行自动加工的机床,简称数控机床。
  数控机床是在机械制造技术和控制技术的基础上发展起来的,其过程大致如下:
  1948年,美国提出采用数字脉冲控制机床的设想。
  1952年试制成功第一台三坐标数控铣床,当时的数控装置采用电子管元件。
  1959年,数控装置采用了晶体管元件和印刷电路板,出现带自动换刀装置的数控机床,称为加工中心(MC,MachiningCenter),使数控装置进人了第二代。
  1965年,出现了第三代的集成电路数控装置,不仅体积小,功率消耗少,且可靠性提高,价格进一步下降,促进了数控机床品种和产量的发展。
  上世纪60年代末,先后出现了由一台计算机直接控制多台机床的直接数控系统(简称DNC),又称群控系统;采用小型计算机控制的计算机数控系统(简称CNC),使数控装置进人了以小型计算机化为特征的第四代。
  1974年,研制成功使用微处理器和半导体存贮器的微型计算机数控装置(简称MNC),这是第五代数控系统。
  上世纪80年代初,随着计算机软、硬件技术的发展,出现了能进行人机对话式自动编制程序的数控装置;数控装置愈趋小型化,可以直接安装在机床上;数控机床的自动化程度进一步提高,具有自动监控刀具破损和自动检测工件等功能。
  上世纪90年代后期,出现了PC+CNC智能数控系统,即以PC机为控制系统的硬件部分,在PC机上安装NC软件系统,此种方式系统维护方便,易于实现网络化制造。
  二、基于PLC数控机床电气控制系统的设计
  数控机床电气控制系统也经历了一个逐渐成熟的演变时期。传统的数控机床控制系统已经逐步被基于PLC的数控机床电气控制系统代替。
  1、数控机床电气控制方式的选择
  首先数控机床电气控制系统中对于数控机床运行效率及最终产品的精准程度影响最大的因素就是数控机床电气控制方式的选择。这是决定数控机床电气控制方式的重要因素。PLC电气控制系统可以对系统进行分析进而选择相适应的程序来对机床的机械工作部分进行调节。主要是通过对产品要求的分析选择或者编辑相适应的程序。对于X轴和Y轴的确定使用的是对PLC控制系统、运动系统、电机部分、光栅尺等进行封闭式处理的控制方法。这种方法在很大程度上发挥了PLC的文件处理能力,运动系统保证了整个过程的稳定性及精准性,光栅尺又保证了作用点的精确性。总而言之这个整体的设计对于数控机床的稳定工作和精准性工作影响是非常大的。
  2、数控机床的功能分析
  随着科学技术的不断发展,数控机床也存在很多的种类。但是其工作原理是大致相同的,接下来我们就将针对其中的一种类型数控压力机来进行分析。这种机床不仅有X轴、Y轴还有几个Z轴,在工作过程中可以达到X轴Y轴、Z轴三轴联动。轴与轴之间可以一起运动也可以分开运动。但是在实际工作中为了保证数控机床的工作效率,增加主轴的转动速度就是非常关键的。这是为了保证主轴的正常运行对于可能出现的高温现象预先保证冷泵可以正常使用。而且整个过程应该进行实时监测。此外对于机床换刀的操作也要格外注意,这样才能更好地保证最终产品零件的精准度。所以一旦系统发现机床应用的刀油断裂或者其他不利于生产的现象发生,就会进行自动换刀,当然也存在人工换刀的操作,这样就可以全方位的保证零件的质量。
  随着科学技术的不断进度,基于PLC的数控机床电气控制系统也在不断的更新发展过程中。虽然现在我国在实际机械化工业生产中仍然存在一定的问题,但是我相信随着技术的不断发展,这些问题都会迎刃而解的。我们有理由相信在不断应用新兴技术的前提下,我国工业生产一定会为我国带来更大的经济效应。


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