随着工业技术的不断进步,加工控制系统在制造业中的地位日益重要。
作为一个关键的技术组成部分,加工控制系统在提升生产效率、保证产品质量以及降低生产成本等方面发挥着至关重要的作用。
本文将详细介绍加工控制系统的功能、优势及组成,帮助读者更好地理解和应用这一技术。
1. 实时监控:加工控制系统能够实时收集设备的运行数据,包括温度、压力、速度等,以便对设备状态进行实时监控。
2. 精确控制:通过先进的算法和技术,加工控制系统能够精确地控制设备的运行,确保加工过程的稳定性和准确性。
3. 自动化调整:加工控制系统可以根据预设的参数和实时数据自动调整设备的运行参数,以适应不同的加工需求和工艺要求。
4. 故障预警与诊断:通过分析和处理设备运行数据,加工控制系统能够预测设备可能出现的故障,并提示用户进行维护,减少生产中断的可能性。
5. 优化生产流程:加工控制系统可以根据实时数据和历史数据优化生产流程,提高生产效率,降低生产成本。
1. 提高生产效率:加工控制系统能够自动化地调整设备运行参数,减少人工干预,从而提高生产效率。
2. 保证产品质量:通过精确的控制和实时监控,加工控制系统能够确保产品的质量和一致性。
3. 降低生产成本:通过优化生产流程和故障预警,加工控制系统能够降低生产成本,提高企业的竞争力。
4. 提高设备利用率:加工控制系统能够合理分配设备资源,提高设备的利用率,避免资源浪费。
5. 提升企业竞争力:加工控制系统的应用使企业能够更好地适应市场需求,提高产品的质量和生产效率,从而提升企业的竞争力。
1. 传感器与数据采集:传感器是加工控制系统的“感知器官”,负责采集设备的运行数据。数据采集模块负责将传感器采集的数据传输到处理模块。
2. 信号处理与控制模块:信号处理模块负责处理传感器采集的数据,将其转化为控制系统可识别的信号。控制模块根据处理后的信号和预设的参数发出控制指令,调整设备的运行。
3. 人机交互界面:人机交互界面是操作人员与加工控制系统之间的桥梁,操作人员通过界面输入控制指令,系统通过界面显示设备状态和加工信息。
4. 数据分析与优化模块:数据分析与优化模块负责对设备运行数据和加工数据进行深入分析,找出潜在的问题和优化点,提高生产效率和产品质量。
5. 通信接口:通信接口负责加工控制系统与其他系统或设备之间的数据交换,实现信息的共享和协同工作。
加工控制系统通过实时监控、精确控制、自动化调整、故障预警与诊断以及优化生产流程等功能,为企业带来了提高生产效率、保证产品质量、降低生产成本等诸多优势。
其组成包括传感器与数据采集、信号处理与控制模块、人机交互界面、数据分析与优化模块以及通信接口等部分。
随着技术的不断发展,加工控制系统将在制造业中发挥更加重要的作用,推动企业实现智能化、高效化生产。
数控机床的品种很多,根据其加工、控制原理、功能和组成,可以从以下几个不同的角度进行分类一、按加工工艺方法分类1.金属切削类数控机床与传统的车、铣、钻、磨、齿轮加工相对应的数控机床有数控车床、数控铣床、数控钻床、数控磨床、数控齿轮加工机床等。 尽管这些数控机床在加工工艺方法上存在很大差别,具体的控制方式也各不相同,但机床的动作和运动都是数字化控制的,具有较高的生产率和自动化程度。 在普通数控机床加装一个刀库和换刀装置就成为数控加工中心机床。 加工中心机床进一步提高了普通数控机床的自动化程度和生产效率。 例如铣、镗、钻加工中心,它是在数控铣床基础上增加了一个容量较大的刀库和自动换刀装置形成的,工件一次装夹后,可以对箱体零件的四面甚至五面大部分加工工序进行铣、镗、钻、扩、铰以及攻螺纹等多工序加工,特别适合箱体类零件的加工。 加工中心机床可以有效地避免由于工件多次安装造成的定位误差,减少了机床的台数和占地面积,缩短了辅助时间,大大提高了生产效率和加工质量。 2.特种加工类数控机床除了切削加工数控机床以外,数控技术也大量用于数控电火花线切割机床、数控电火花成型机床、数控等离子弧切割机床、数控火焰切割机床以及数控激光加工机床等。 3.板材加工类数控机床常见的应用于金属板材加工的数控机床有数控压力机、数控剪板机和数控折弯机等。 近年来,其它机械设备中也大量采用了数控技术,如数控多坐标测量机、自动绘图机及工业机器人等。 二、按控制运动轨迹分类1.点位控制数控机床点位控制数控机床的特点是机床移动部件只能实现由一个位置到另一个位置的精确定位,在移动和定位过程中不进行任何加工。 机床数控系统只控制行程终点的坐标值,不控制点与点之间的运动轨迹,因此几个坐标轴之间的运动无任何联系。 可以几个坐标同时向目标点运动,也可以各个坐标单独依次运动。 这类数控机床主要有数控坐标镗床、数控钻床、数控冲床、数控点焊机等。 点位控制数控机床的数控装置称为点位数控装置。 2.直线控制数控机床直线控制数控机床可控制刀具或工作台以适当的进给速度,沿着平行于坐标轴的方向进行直线移动和切削加工,进给速度根据切削条件可在一定范围内变化。 直线控制的简易数控车床,只有两个坐标轴,可加工阶梯轴。 直线控制的数控铣床,有三个坐标轴,可用于平面的铣削加工。 现代组合机床采用数控进给伺服系统,驱动动力头带有多轴箱的轴向进给进行钻镗加工,它也可算是一种直线控制数控机床。 数控镗铣床、加工中心等机床,它的各个坐标方向的进给运动的速度能在一定范围内进行调整,兼有点位和直线控制加工的功能,这类机床应该称为点位/直线控制的数控机床。 3.轮廓控制数控机床轮廓控制数控机床能够对两个或两个以上运动的位移及速度进行连续相关的控制,使合成的平面或空间的运动轨迹能满足零件轮廓的要求。 它不仅能控制机床移动部件的起点与终点坐标,而且能控制整个加工轮廓每一点的速度和位移,将工件加工成要求的轮廓形状。 常用的数控车床、数控铣床、数控磨床就是典型的轮廓控制数控机床。 数控火焰切割机、电火花加工机床以及数控绘图机等也采用了轮廓控制系统。 轮廓控制系统的结构要比点位/直线控系统更为复杂,在加工过程中需要不断进行插补运算,然后进行相应的速度与位移控制。 现在计算机数控装置的控制功能均由软件实现,增加轮廓控制功能不会带来成本的增加。 因此,除少数专用控制系统外,现代计算机数控装置都具有轮廓控制功能。 三、按驱动装置的特点分类1.开环控制数控机床2.闭环控制数控机床3.半闭环控制数控机床
车加工中心适合加工蜗杆,由于车加工中心可以实行自动换刀,它的加工效率更高。
数控机床数控机床是指可以通过计算机编程,进行自动控制的机床。 将程式指令输入数控系统之内存后,经由电脑编译计算,透过位移控制系统,将资讯传至驱动器以驱动马达之过程,来切削加工所设计之零件典型数控机床外观,加工区域位于机台体内数控机床是指可以通过计算机编程,进行自动控制的机床。 将程式指令输入数控系统之内存后,经由电脑编译计算,透过位移控制系统,将资讯传至驱动器以驱动马达之过程,来切削加工所设计之零件。 构成电脑与数控机床之间利用并列讯号线接续,再利用数控机床的软件来控制加工。 数控机床软件则用来产生G-Code(机能指令), 将路径码送至数控机床控制器,,然后数控机床控制器送出命令来驱动主轴(Z轴)马达及滑台(XY轴)马达开始加工。 加工流程CAD:2D或3D的工件或立体图设计CAM:使用CAM软件生成G-CodeCNC:数控机床控制器, 读入G-Code开始加工加工程式CNC程式可分为主程序及副程序,凡是重复加工的部份,可用副程序编写,以简化主程序的设计。 字符(数值资料)→字语→单节→加工程序。 只要打开Windows作业系统里的记事本就可编辑CNC码,写好的CNC程式则可用模拟软件来模拟刀具路径的正确性。 基本机能指令所谓机能指令是由位址码(英文字母)及两个数字所组成,具有某种意义的动作或功能,可分为七大类,即G机能(准备机能),M机能(辅助机能),T机能(刀具机能),S机能(主轴转速机能),F机能(进给率机能),N机能(单节编号机能)H/D机能(刀具补正机能)。 参考点通常在数控工具机程式编写时,至少须选用一个参考座标点来计算工作图上各点之座标值,这些参考点我们称之为零点或原点,常用之参考点有机械原点、回归参考点、工作原点、程式原点。 机械参考点(Machine reference point):机械参考点或称为机械原点,它是机械上的一个固定的参考点回归参考点 (Reference points):在机器的各轴上都有一回归参考点,这些回归参考点的位置,以行程监测装置极限开关预先精确设定,作为工作台及主轴的回归点。 工作参考点 (Work reference points):工作参考点或称工作原点,它是工作座标系统之原点,该点是浮动的,由程式设计者依需要而设定,一般被设定于工作台上(工作上)任一位置。 程式参考点 (Program reference points):程式参考点或称程式原点,它是工作上所有转折点座标值之基准点,此点必须在编写程式时加以选定,所以程式设计者选定时须选择一个方便的点,以利程式之写作。 坐标系设定坐标系设定就是决定机械原点与程式原点间X,Y,Z轴向间之距离。
数控车床的分类数控车床可分为卧式和立式两大类。 卧式车床又有水平导轨和倾斜导轨两种。 档次较高的数控卧车一般都采用倾斜导轨。 按刀架数量 分类,又可分为单刀架数控车床和双刀架数控车,前者是两坐标控制,后者是4坐标控制。 双刀架卧车多数采用倾斜导轨。 数控车床与普通车床一样,也是用来加工零件旋转表面的。 一般能够自动完成外圆柱面、圆锥面、球面以及螺纹的加工,还能加工一些复杂的回转面,如双曲面等。 车床和普通车床的工件安装方式基本相同,为了提高加工效率,数控车床多采用液压、气动和电动卡盘。 数控车床的外形与普通车床相似,即由床身、主轴箱、刀架、进给系统压系统、冷却和润滑系统等部分组成。 数控车床的进给系统与普通车床有质的区别,传统普通车床有进给箱和交换齿轮架,而数控车床是直接用伺服电机通过滚珠丝杠驱动溜板和刀架实现进给运动,因而进给系统的结构大为简化。 数控车床品种繁多,规格不一,可按如下方法进行分类。 按车床主轴位置分类(1)立式数控车床 立式数控车床简称为数控立车,其车床主轴垂直于水平面,一个直径很大的圆形工作台,用来装夹工件。 这类机床主要用于加工径向尺寸大、轴向尺寸相对较小的大型复杂零件。 (2)卧式数控车床 卧式数控车床又分为数控水平导轨卧式车床和数控倾斜导轨卧式车床。 其倾斜导轨结构可以使车床具有更大的刚性,并易于排除切屑。 按加工零件的基本类型分类(1)卡盘式数控车床 这类车床没有尾座,适合车削盘类(含短轴类)零件。 夹紧方式多为电动或液动控制,卡盘结构多具有可调卡爪或不淬火卡爪(即软卡爪)。 (2)顶尖式数控车床 这类车床配有普通尾座或数控尾座,适合车削较长的零件及直径不太大的盘类零件。 按刀架数量分类(1)单刀架数控车床 数控车床一般都配置有各种形式的单刀架,如四工位卧动转位刀架或多工位转塔式自动转位刀架。 (2)双刀架数控车床 这类车床的双刀架配置平行分布,也可以是相互垂直分布。 按功能分类(1)经济型数控车床 采用步进电动机和单片机对普通车床的进给系统进行改造后形成的简易型数控车床,成本较低,但自动化程度和功能都比较差,车削加工精度也不高,适用于要求不高的回转类零件的车削加工。 (2)普通数控车床 根据车削加工要求在结构上进行专门设计并配备通用数控系统而形成的数控车床,数控系统功能强,自动化程度和加工精度也比较高,适用于一般回转类零件的车削加工。 这种数控车床可同时控制两个坐标轴,即X轴和Z轴。 (3)车削加工中心 在普通数控车床的基础上,增加了C轴和动力头,更高级的数控车床带有刀库,可控制X、Z和C三个坐标轴,联动控制轴可以是(X、Z)、(X、C)或(Z、C)。 由于增加了C轴和铣削动力头,这种数控车床的加工功能大大增强,除可以进行一般车削外可以进行径向和轴向铣削、曲面铣削、中心线不在零件回转中心的孔和径向孔的钻削等加工,其它分类方法按数控系统的不同控制方式等指标,数控车床可以分很多种类,如直线控制数控车床,两主轴控制数控车床等;按特殊或专门工艺性能可分为螺纹数控车床、活塞数控车床、曲轴数控车床等多种。
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