數(shù)控銑床的單件加工一,、項(xiàng)目描述 本項(xiàng)目內(nèi)容為數(shù)控峨床伙師考核實(shí)操試魔,，要求加工}'是典型的數(shù)控銑床類零件,。通過此教學(xué)項(xiàng)目.學(xué)生可學(xué)習(xí)數(shù)控加工的各種操作加工技能技巧和臉證學(xué)習(xí)相關(guān)的理論知識(shí)。二,、學(xué)習(xí)目標(biāo) (1)了解數(shù)控銑俐加工東件圖樣的識(shí)m方法及加工工序的安排方法。 (2)掌握數(shù)控銑俐加工相關(guān)工藝知識(shí)及編程指令的正確使用方法,， (3)掌握銑剮典型零件的加工方法三,、能力目標(biāo) (1)其備快速讀圖能力。 (2)操作規(guī)范熟練,，能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成工件加工,。 (3)會(huì)安排數(shù)控銑m加工工藝,，以及成形曲面的加工方法。
一,、加工中心工藝特點(diǎn) 加工中心是一種功能較全的數(shù)控機(jī)床,，它集銑削、鉆削,、鉸削,、幢削、攻螺紋和切螺紋于一體,，具有多種工藝手段,，與普通機(jī)床加工相比，加工中心具有許多顯著的工藝特點(diǎn),。 (一)加工精度高 在加工中心上加工時(shí)工序高度集中,，一次裝夾即可加工出零件上大部分甚至全部表面，避免了工件多次裝夾所產(chǎn)生的裝夾誤差,，因此,，加工表面之間能夠獲得較高的相互位置精度，同時(shí),，加工中心多采用半閉環(huán),，甚至全閉環(huán)的位咒補(bǔ)償功能，有較高的定位精度和重復(fù)定位精度,，在加工過程中產(chǎn)生的尺寸誤差能及時(shí)得到補(bǔ)償,，與普通機(jī)床相比，能獲得較高的尺寸精度,。 (二)精度穩(wěn)定 整個(gè)加工過程由程序自動(dòng)控制,，不受操作者人為因素的影響，同時(shí),，沒有凸輪,、靠模等硬件，省去了制造和使用中磨損等所造成的誤差,，加工中心的位置補(bǔ)償功能和較高的定位精度和重復(fù)定位精度,，加工出的零件尺寸一致性好。 (三)效率高 一次裝夾能完成較多表面的加工,，減少了多次裝夾工件所需的輔助時(shí)間,。同時(shí)，減少了工件在機(jī)床與機(jī)床之間,，車間與車間之間的周轉(zhuǎn)次數(shù)和運(yùn)輸工作量,。 (四)表面質(zhì)童好 加工中心主軸轉(zhuǎn)速和各軸進(jìn)給量均是無級調(diào)速，有的甚至具有自適應(yīng)控制功能,，能隨刀具和工件材質(zhì)及刀具參數(shù)的變化,，把切削參數(shù)調(diào)整到******數(shù)值,，從而提高了各加工表面的質(zhì)量。 (五)軟件適應(yīng)性大 零件每個(gè)工序的加工內(nèi)容,、切削用量,、工藝參數(shù)都可以編人程序，可以隨時(shí)修改,，這給新產(chǎn)品試制,，實(shí)行新的工藝流程和試驗(yàn)提供了方便。加工中心加工零件的這些特點(diǎn)也帶來一些需要考慮的新問題,，例如,，因?yàn)檫B續(xù)進(jìn)行零件的粗加工和精加工，刀具應(yīng)具有更高的強(qiáng)度,、硬度和耐磨性;懸臂切削孔時(shí),，無輔助支承，刀具還應(yīng)具備良好的剛性;多工序的集中加工,，易造成切屑堆積,，會(huì)纏繞在工件或刀具上，影響加工順利進(jìn)行,，需要采取斷屑措施并及時(shí)清理切屑;在將毛坯加工成成品的過程中，零件無時(shí)效工序,，內(nèi)應(yīng)力難以消除,，技術(shù)復(fù)雜，對使用,、維修,、管理要求較高，對使用環(huán)境有一定要求,，需要配置一定的外圍設(shè)備,，加工中心的操作者要具有一定的文化技術(shù)水平;加工中心機(jī)床價(jià)格高，一次性投資大,，機(jī)床的加工臺(tái)時(shí)費(fèi)用高,，零件的加工成本高.
一,、組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái) 滑臺(tái)與滑座配套組成一個(gè)獨(dú)立的動(dòng)力部件—?jiǎng)恿_(tái),。滑臺(tái)在滑座導(dǎo)軌上移動(dòng),，實(shí)現(xiàn)機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng),。滑臺(tái)上可以安裝各種功能的單軸工藝切411頭或安裝動(dòng)力箱和主軸箱,。圖2-1所示為利用動(dòng)力滑臺(tái)進(jìn)行加工的工序.其中有鉆,、擴(kuò),、校、仕孔,、鴿窩,、倒角、刊平面,、銳削,、攻絲等，若安裝分級進(jìn)給機(jī)構(gòu)可以進(jìn)行深孔加工,，安裝轉(zhuǎn)塔頭可以組合成轉(zhuǎn)塔式動(dòng)力頭,。 此外.滑臺(tái)還可以用作夾具和工件的愉送部件?；_(tái)的主要參數(shù)規(guī)定為滑臺(tái)臺(tái)面寬度尺寸,。組合機(jī)床各種通用部件的品種、規(guī)格及其配套關(guān)系也以滑臺(tái)臺(tái)面寬度尺寸為標(biāo)準(zhǔn),，其理由是: (1)直接反映在滑臺(tái)上安裝工藝切削頭的能力.間接反映銑刀******直徑等,。在安裝主抽箱時(shí).可以反映出被加工零件加工位里的分布面積等。 (2)滑臺(tái)臺(tái)面寬度是一個(gè)主要結(jié)合尺寸,，結(jié)合面尺寸的標(biāo)準(zhǔn)化能使組合機(jī)床各部件外型協(xié)調(diào),、美觀?；_(tái)臺(tái)面寬度作為通用部件配套標(biāo)準(zhǔn).使機(jī)床受力合理.提高組合機(jī)床的剛度,。 (一)HY系列液壓滑臺(tái) 1.液壓滑臺(tái)的結(jié)構(gòu) 液壓滑臺(tái)是由滑臺(tái)、滑座和油缸三部分組成,。油缸固定在滑座上,，活塞桿則固定在滑臺(tái)下面。當(dāng)壓力油進(jìn)入油缸的后腔或前腔時(shí),，便可實(shí)現(xiàn)滑臺(tái)座沿導(dǎo)軌向前或向后移動(dòng),。控制滑臺(tái)各種運(yùn)動(dòng)的液壓系統(tǒng)裝置則可根據(jù)滑臺(tái)動(dòng)作程序另外配五,。液壓滑臺(tái)可實(shí)現(xiàn)的典型自動(dòng)工作循環(huán)見表2-3這些自動(dòng)工作am環(huán)的油路系統(tǒng)已有標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì).可以成套購買,，以滿足工藝要求?；c滑臺(tái)配l“單矩型”導(dǎo)軌用于精加工,，如無導(dǎo)向裝里的精仕孔、仕孔車端面工序等,?；c滑臺(tái)配置“雙矩型”導(dǎo)軌用于粗加工.如鉆孔、銑削及帶有仕模的浮動(dòng)主軸仕孔工序等,。 液壓滑臺(tái)既可用于配里臥式機(jī)床,，又可配五立式機(jī)床,。當(dāng)液壓滑臺(tái)用于配里立式或傾抖式(其傾抖角大于150)機(jī)床時(shí)。為了使滑臺(tái)在滑座上移動(dòng)輕便和防止滑臺(tái)下滑,，需要配笠平衡重錘,。 2.液壓滑臺(tái)的技術(shù)性能 臺(tái)面寬320mm以下的滑臺(tái)，可以安裝分級進(jìn)給裝五,，用以進(jìn)行深孔加工.根據(jù)經(jīng)驗(yàn)規(guī)定,，用于一般麻花鉆頭.在鋼件上鉆孔深度超過其直徑的6倍，在鑄鐵上鉆深孔為其直徑的10---15倍.應(yīng)作為深孔加工,。由于加工深孔排屑困難.切屑易阻塞在孔內(nèi)使鉆頭折斷.因此.深孔加工過程中,，要求刀具加工到一定深度便退出工件之外排屑和冷卻.然后再行切入。其自動(dòng)工作循環(huán)見表2-3分級進(jìn)給機(jī)構(gòu)已有標(biāo)準(zhǔn)部件,?？筛鶕?jù)工藝需要選擇。液壓滑臺(tái)的技術(shù)性能見表2-4. (二)Hi系列機(jī)械滑臺(tái) 機(jī)械滑臺(tái)與液壓滑臺(tái)的用途及其導(dǎo)軌型式完全一致.滑臺(tái)主要參數(shù)和互換尺寸也相同.機(jī)械滑臺(tái)由滑臺(tái),、滑座及傳動(dòng)裝里三部分組成,。機(jī)械滑臺(tái)的傳動(dòng)裝五采用兩個(gè)電機(jī)及差速器傳動(dòng).滑臺(tái)的快速運(yùn)動(dòng)的制動(dòng)由快速電機(jī)后端的傍磁式直流電磁鐵實(shí)現(xiàn).工作可靠.轉(zhuǎn)換精度高。在傳動(dòng)裝置中設(shè)有過扭矩保護(hù)器,。將傳動(dòng)裝里設(shè)計(jì)成單獨(dú)的組合件.其目的是使相鄰兩個(gè)尺寸規(guī)格的滑臺(tái)可以共用一個(gè)傳動(dòng)裝置,，從而提高了傳動(dòng)裝置的通用化程度。 組合機(jī)床機(jī)械滑臺(tái)的典型工作循環(huán)與液壓滑臺(tái)循環(huán)基本相同(見表2-3),。機(jī)械滑臺(tái)安裝分級進(jìn)給裝笠(僅用于320mm以下的滑臺(tái))也可以完成深孔加工,，它所用的分級進(jìn)給裝里采用時(shí)間繼電器拉制。因此,，在鉆孔深度的準(zhǔn)確性及鉆頭過載保護(hù)方面不如液壓滑臺(tái)。機(jī)械滑臺(tái)的技術(shù)性能見表2-5
數(shù)控加工中心銑溝槽用的銑刀 (1)三面刃銑刀三面刃銑刀除圓周表面具有主切削刃外,，兩側(cè)面還具有副切削刃,，從 而改善了切削條件，提高了切削效率和降低了表面粗糙度,。主要用于加工凹槽和臺(tái)階面,。 三面刃銑刀可分為直齒三面刃銑刀、錯(cuò)齒三面刃銑刀和鑲齒三面刃銑刀,。 如圖3-19a所示為直齒三面刃銑刀,，它制造簡單，但切削條件較差,；如圖3-19b所示為 錯(cuò)齒三面刃銑刀,，與直齒三面刃銑刀相比，它具有切削平穩(wěn),，切削力小,，排肩容易等優(yōu)點(diǎn),。直 徑較小的三面刃銑刀常用高速鋼制成整體式，直徑較大的三面刃銑刀常釆用鑲齒結(jié)構(gòu),，鑲齒 三面刃銑刀結(jié)構(gòu)如圖3-19c所示,。 (2)鋸片銑刀如圖3-20所示，鋸片銑刀較薄,，只在圓周上有切削刃,，主要用于切斷工 件和在工件上銑削窄槽。 21立銑刀(3)立銑刀如圖3-21所示,，立銑刀相當(dāng)于帶柄的小直徑圓柱銑刀,，既可用于加工凹 槽，也可加工平面,、臺(tái)階面,，利用靠模還可加工成形表面。當(dāng)立銑刀直徑較小時(shí),，柄部制成直 柄;直徑較大時(shí),，柄部制成錐柄。立銑刀圓柱面t的切削刃是主切削刃,，端面上的切削刃沒 有通過中心,，是副切削刃。工作時(shí)不宜作軸向運(yùn)動(dòng),。 (4)鍵槽銑刀如圖3-22所示,，鍵槽銑刀主要用于加工軸上的鍵槽。如圖3-22a所示 鍵槽銑刀的外形與立銑刀相似,，不同的是它只有兩個(gè)刀齒,，端面切削刃延伸至中心是主切削 刃，圓柱面上的切削刃是副切削刃,，因此,，在加工網(wǎng)端+通的鍵槽時(shí)，能沿軸向作適量的進(jìn) 給,。如圖3-22b所示的鍵槽銑刀專用于在軸上加工半圓鍵槽,。 (5)角度銑刀如圖3-23所示，角度銑刀主要用于加工帶角度的溝槽和斜面,。圖 3-23a為單角銑刀,，圓錐切削刃為主切削刃，端面切削刃為副切削刃3圖3-23b為雙角銑刀,， 兩圓錐面上的切削刃均為主切削刃,。它分為對稱雙角銑刀和不對稱雙角銑刀。
數(shù)控機(jī)床加工某些零件時(shí), 除需要有沿X、Y,、Z 三個(gè)坐標(biāo)軸的直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)之外, 還需要有繞X,、Y、Z 三個(gè)坐標(biāo)軸的圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng), 分別稱為A,、B,、C 軸。 五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床也稱五坐標(biāo)機(jī)床, 它是在三個(gè)平動(dòng)軸( 沿X,、Y,、Z 軸的直線運(yùn)動(dòng)) 的基礎(chǔ)上增加了兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸( 能實(shí)現(xiàn)繞X軸、Z 軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng), 即A 軸和C 軸) , 不僅可使刀具相對于工件的位置任意可控, 而且刀具軸線相對于工件的方向也在一定范圍內(nèi)任意可控, 由此使五坐標(biāo)加工工具有以下特點(diǎn):a,、可避免刀具干涉,，加工普通三坐標(biāo)機(jī)床難以加工的復(fù)雜零件，加工適應(yīng)性廣,，如圖1(a)所示,。b、對于直紋面類零件,，可采用側(cè)銑方式一刀成型,，加工質(zhì)量好、效率高,，如圖1(b)所示,。c、對一般立體型面特別是較為平坦的大型表面,，可用大直徑端銑刀端面逼近表面進(jìn)行加工,，走刀次數(shù)少，殘余高度小,，可大大提高加工效率與表面質(zhì)量,，如圖1(c)所示。d,、對工件上的多個(gè)空間表面可一次裝夾進(jìn)行多面,、多工序加工，加工效率高并有利于提高各表面的相互位置精度,，如圖1(d)所示。e,、五軸加工時(shí), 刀具相對于工件表面可處于最有效的切削狀態(tài),。例如使用球頭刀時(shí)可避免球頭底部切削， 如圖1 (e)所示,，利于提高加工效率,。同時(shí)，由于切削狀態(tài)可保持不變,，刀具受力情況一致,，變形一致,，可使整個(gè)零件表面上的誤差分布比較均勻，這對于保證某些高速回轉(zhuǎn)零件的平衡性能具有重要作用,。f,、在某些加工場合，如空間受到限制的通道加工或組合曲面的過渡區(qū)域加工,，可采用較大尺寸的刀具避開干涉,，刀具剛性好，有利于提高加工效率與精度,，如圖1 (f) 所示?，F(xiàn)在，大家普遍認(rèn)為,，五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)是解決葉輪,、葉片、船用螺旋槳,、重型發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子,、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子、大型柴油機(jī)曲軸等加工的唯一手段,。所以, 每當(dāng)人們在設(shè)計(jì),、研制復(fù)雜曲面遇到無法解決的難題時(shí)，往往轉(zhuǎn)向求助于五軸數(shù)控系統(tǒng),。
龍門加工中心滾珠絲杠與電動(dòng)機(jī)的連接方式主要有以下三種：1．通過絲桿聯(lián)軸器直接聯(lián)接(這是一種最簡單的聯(lián)接形式,。這種結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)點(diǎn)是：具有******的扭轉(zhuǎn)剛度；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)本身無間隙,，傳動(dòng)精度高,；而且結(jié)構(gòu)簡單；安裝,、調(diào)整方便,。但是，它可以提供設(shè)計(jì)選擇的參數(shù)只有絲杠螺距和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速,，因此,，在大、中型機(jī)床上使用,，難以發(fā)揮伺服電動(dòng)機(jī)高速,、低轉(zhuǎn)矩的特性。2.通過齒輪聯(lián)接,這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是：可以降低滾珠絲杠,、工作臺(tái)的慣量在系統(tǒng)中所占的比重,，提高龍門加工中心進(jìn)給系統(tǒng)的快速性。可以充分利用伺服電動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速,、低轉(zhuǎn)矩的性能,，使其變?yōu)榈娃D(zhuǎn)速、大轉(zhuǎn)矩輸出,，獲得更大的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)力.缺點(diǎn)是：第一,、傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，降低傳動(dòng)效率,，增加噪聲,。3．通過同步帶聯(lián)接，同步齒形帶傳動(dòng)具有帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)的共同優(yōu)點(diǎn),，與齒輪傳動(dòng)相比它結(jié)構(gòu)更簡單,，制造成本更低，安裝調(diào)整更方便,。而且,，傳動(dòng)不打滑、不需要大的張緊力,；傳動(dòng)效率可以達(dá)到98％-99.5％,，最高線速度可以達(dá)到80m/s故可以廣泛用于一般數(shù)控機(jī)床和高速、高精度的數(shù)控機(jī)床傳動(dòng),。但必須對同步帶輪的平行性進(jìn)行調(diào)節(jié),，以防止不平行產(chǎn)生的傳動(dòng)帶邊緣張力，引起傳動(dòng)帶磨損,。為了消除間隙,，同步帶必須通過張力調(diào)整進(jìn)行預(yù)緊。此外,，還有皮帶連接,、鏈條連接，但不常用,。
一,、刀具材料應(yīng)具備的性能(1）高的硬度刀具要從工件上切除材料層，因此,，其切削部分的硬度必須大于工件材料的硬度,。一般刀具材料的常溫硬度應(yīng)高于60 以上。(2)高的耐磨性刀具材料應(yīng)具有較高的耐磨性,，以抵抗工件與切肩對刀具的磨損,。 這一性能一方面取決于刀具材料的硬度，另一方面還與其化學(xué)成分,、顯微組織有關(guān),。刀具材 料硬度越高，耐磨性就越好,；刀具材料中含有耐磨的合金碳化物越多,，晶粒越細(xì)，分布越均勻,，耐磨性也越好,。(3)足夠的強(qiáng)度與韌度切削過程中，刀具承受著各種應(yīng)力,、沖擊和振動(dòng),，故要求切削 部分的材料必須具備足夠的強(qiáng)度和韌度，以抵抗崩刃和打刀,。通常用材料的抗彎強(qiáng)度ab和沖擊鈿度ak表不,。(4)高的耐熱性耐熱性是在高溫條件下，刀具切削部分材料保持常溫硬度,、強(qiáng)度和韌 度的能力,，也可用紅硬性或高溫硬度表示。耐熱性越好,，材料允許的切削速度就越高,。.它是 衡量刀具材料性能的主要標(biāo)志。(5)良好的工藝性為了便于制造,，刀具切削部分的材料應(yīng)具有良好的工藝性能,，如切 削加工性、磨削加工性,、鍛造,、焊接、熱處理等性能,。同時(shí),，還應(yīng)盡可能采用資源豐富和價(jià)格 低廉的刀具材料。
可編程控制器的邏輯電路 一,、加工中心的PLC的IO點(diǎn)分配 由本章第二節(jié)我們知道.H400加工中心的開關(guān),、傳感器、電磁閥,、顯示燈,、報(bào)瞥燈等器件.作為數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)置PLC(即PMC)的I"O"需要由型號為IN(DN-EQ的1T)中繼梭板接入.一塊INCON-EQ只具有32點(diǎn)輸入和16點(diǎn)愉出.因此必須對加工中心所需要的控制信號進(jìn)行合理分配.既滿足運(yùn)行要求，又節(jié)省擴(kuò)展板,。H400臥式加工中心上需要進(jìn)入PLC邏輯控制的信號有: (1) PLC與第二操作面板間的連接伯號從第二操作面板各操作按鈕發(fā)向PLC的輸入信號有:急停,、超程復(fù)位、主軸速度+,、主軸速度一,、主軸速度100,、循環(huán)起動(dòng)、進(jìn)給保持,、主軸正轉(zhuǎn),、主軸反轉(zhuǎn)、主軸停止,、開冷卻液及上軸準(zhǔn)停按鈕輸入信號.從第二操作面板的工作方式轉(zhuǎn)換開關(guān)發(fā)向PLC的輸入信號有:SWO SWI SW2SW3和SW4, 山PLC愉出至第二操作面板的顯示信號有:循環(huán)起動(dòng)顯示燈,、進(jìn)給保持顯示燈、冷卻液指示燈,、主軸正轉(zhuǎn)指示燈,、主軸反轉(zhuǎn)指示燈、主軸停止指示燈,、程序結(jié)束指示燈及報(bào)警指示燈,。 (2) PLC與手輪之fnJ的連接信號PLC發(fā)向手輪的軸選信號X Y Z和倍率選樣伯號xl x10 x100"共6個(gè)。手輪的脈沖編碼器信號直接進(jìn)入數(shù)控系統(tǒng). (3) PLC與手動(dòng)操作面板fnl的連接信號加T.中心的手動(dòng)操作面板只與PLC發(fā)生聯(lián)系且僅在調(diào)整時(shí)使用,。從手動(dòng)操作面板各操作按鈕發(fā)向PLC的愉入信號有:刀庫步進(jìn),、交換臺(tái)手動(dòng)/fl動(dòng)轉(zhuǎn)換、交換臺(tái)上升,、交換臺(tái)卜降,、交換臺(tái)旋轉(zhuǎn)、工作臺(tái)放松,、工作臺(tái)鎖緊,、編N超程解除及鞍座旋轉(zhuǎn)按鈕信號.由PLC輸出至手動(dòng)操作面板的顯示信號為各按鈕內(nèi)部的顯示燈信號. (4) PLC與機(jī)床主體之間的連接信號加工中心主體上有許多電磁閥由PLC的輸出進(jìn)行控制。如冷卻液閥,、刀庫前進(jìn)閥,、刀具放松閥、刀庫正轉(zhuǎn)閥,、刀庫反轉(zhuǎn)閥,、松刀吹氣閥、鞍座旋轉(zhuǎn)閥,、交換臺(tái)旋轉(zhuǎn)閥,、工作臺(tái)放松及吹氣閥、交換臺(tái)上升閥,、交換臺(tái)卜降閥,、鞍座放松閥、鞍座定位鈉閥等. 加工中心上體上還有許多傳感器的信號要傳送到PLC的輸入點(diǎn).如刀庫前進(jìn)到位,、刀庫后退到位,、主軸松刀到位、主軸抓刀到位,、刀具計(jì)數(shù)信號,、準(zhǔn)停到位信號,、刀庫位置信號、鞍座原位信號,、鞍座旋轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)信號,、鞍座氣壓、工作臺(tái)位置,、工作臺(tái)放松到位、工作臺(tái)鎖緊到位,、交換臺(tái)旋轉(zhuǎn)到位,、交換臺(tái)上升到位、交換臺(tái)卜降到位,、鞍座插m到位,、鞍座鎖緊到位等傳感器信號. (5) PLC與各軸W動(dòng)單元之間的連接信號從主軸及X Y Z軸驅(qū)動(dòng)單元發(fā)向PLC的輸入倍號主要是各軸的報(bào)警信號及工作狀態(tài)信號。PLC將上軸驅(qū)動(dòng)單元及各個(gè)伺服馭動(dòng)單元的運(yùn)行狀態(tài)向數(shù)控系統(tǒng)NC模塊發(fā)送,。 PLC向主軸驅(qū)動(dòng)單元傳送的輸出信號是給主軸的正轉(zhuǎn),、反轉(zhuǎn)、準(zhǔn)停指令;PLC向伺服馭動(dòng)單元傳送的輸出信號只有各軸剎車指令,。 (6)其他信號除了上述信號之外.其他PLC輸入信號有:冷卻液電動(dòng)機(jī),、主軸冷卻電動(dòng)機(jī)、排屑電動(dòng)機(jī),、鞍座電動(dòng)機(jī),、交換電動(dòng)機(jī)、刀庫電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)價(jià)號及空壓機(jī)氣壓價(jià)號,。輸出信號有:控制強(qiáng)電起動(dòng)的NC就緒信號,。 經(jīng)上述分析，在H400臥式加工中心上共使用了兩塊F lo中繼模板,，PLC總點(diǎn)數(shù)為輸入64點(diǎn),，輸出32點(diǎn)，共96個(gè)I'D點(diǎn).IO點(diǎn)的具體定義如表3-6所示
一,、數(shù)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的控制指揮中心,。機(jī)床的各個(gè)執(zhí)行部件在數(shù)控系統(tǒng)的統(tǒng)一指揮下，有條不紊地工作,，自動(dòng)地按給定N序進(jìn)行機(jī)械零件加工,。數(shù)控系統(tǒng)隨著電子技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展，先后經(jīng)歷了電子管,、品體管,、集成電路、小型計(jì)算機(jī),、微處理器及基于工控PC機(jī)的通用型系統(tǒng)六代.其中前三代稱為硬線聯(lián)接數(shù)控,，簡稱NC數(shù)控,。目前已被淘汰;后三代稱為軟件數(shù)控，也稱CNC系統(tǒng)·CNC系統(tǒng)的核心是計(jì)算機(jī),，即由計(jì)算機(jī)通過執(zhí)行其存儲(chǔ)器內(nèi)的程序,，來實(shí)現(xiàn)部分或全部數(shù)控功能.也就是說CNC系統(tǒng)由硬件和軟件兩大部分組成，硬件是軟件活動(dòng)的舞臺(tái).軟件是整個(gè)系統(tǒng)的靈魂.筷個(gè)CNC系統(tǒng)的活動(dòng)均依靠系統(tǒng)軟件來指揮.軟件和硬件各有不同的特點(diǎn):軟件設(shè)計(jì)靈活,，適應(yīng)性強(qiáng).但處理速度慢:硬件處理速度快.但成木高,。 20世紀(jì)80年代以來，國際上數(shù)控技術(shù)發(fā)展很快,。形成了一批著名的專業(yè)生產(chǎn)廠,。國際上數(shù)控裝置的80%--90%由這些專業(yè)生產(chǎn)廠生產(chǎn).如日本的FAUNC、三菱電機(jī),、關(guān)國的AB公司,、德國的西門子、Bosch,意大利的FIDIA西班牙的FAGOR和法國的NUMB.數(shù)控技術(shù)的進(jìn)步突出地表現(xiàn)在數(shù)控裝置性能大為提高,，總結(jié)起來可概括為以卜三點(diǎn):1,、數(shù)控系統(tǒng)智能化 數(shù)控系統(tǒng)的鉀能化包括在數(shù)控系統(tǒng)中各個(gè)方面:為追求加工效率和加工質(zhì)量方而的智能化，如加工過程的t7適應(yīng)控制,，工藝參數(shù)自動(dòng)生成;為提高騾動(dòng)性能及使用連接方使的智能,，如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算,、自動(dòng)識(shí)別負(fù)載,、r!動(dòng)選定模型、自整定等;簡化編程,、簡化操作方而的鉀能化.如鉀能化的自動(dòng)編程,、鉀能化的人機(jī)界面等;還有鉀能診斷、智能監(jiān)控等,。2,、數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)開放式設(shè)計(jì) 20世紀(jì)90年代.數(shù)控系統(tǒng)完成了16位機(jī)向32位機(jī)的轉(zhuǎn)變.以及伺服騾動(dòng)從直流式向交流全數(shù)字式的轉(zhuǎn)變.系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)從封閉轉(zhuǎn)向開放.從而使數(shù)控系統(tǒng)可充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)的豐富資源,能根據(jù)控制對象的要求迅速、靈活地更換軟硬件,，并能及時(shí)吸收新技術(shù),，使得數(shù)控技術(shù)發(fā)展步伐加快.開發(fā)周期縮短.1名的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家.平均梅三年就有一種新型號數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品誕生.數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用也從解決疑難零件加工、批量零件fi動(dòng)化生產(chǎn),，到進(jìn)入家庭作坊,，越來越廣泛地應(yīng)用到各種場合，同時(shí)也不斷對數(shù)控系統(tǒng)的軟件提出新的要求,。集中地表現(xiàn)在要求有開放式結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng),、適應(yīng)技術(shù)發(fā)展的用戶門己開發(fā)的功能。 開放式數(shù)控系統(tǒng)的墓木結(jié)構(gòu)有硬件平臺(tái),、軟件平臺(tái),、一個(gè)用戶可擴(kuò)展的硬軟件空間和應(yīng)開發(fā)環(huán)境,。硬件平臺(tái):由數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠提供?；蚴沁x擇通用的標(biāo)準(zhǔn)模塊.但其配置可由用戶在較大范圍內(nèi)選抒.如控制軸數(shù),、控制方式、各種外部設(shè)備等;軟件平臺(tái):由數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠提供,，或CNC軟件開發(fā)商提供,，它是系統(tǒng)的核心軟件，即CNC PLC的基木軟件.同時(shí)提供良好的用戶開發(fā)應(yīng)用軟件的環(huán)境;應(yīng)用軟件:用戶在數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家提供的硬軟件平臺(tái)的基礎(chǔ)上,，開發(fā)專用軟件,、硬件，實(shí)現(xiàn)用戶要求的控制功能,。以PC為基礎(chǔ)的CNC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方式有以下三種: 1)把數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠開發(fā)的數(shù)控專用硬件和軟件裝到PC的母板上，用ISA或PCI線.保留原PC的整體形象.如圖1一所示. 2)數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠,，在h己生產(chǎn)的數(shù)控系統(tǒng)中嵌入PC機(jī)的主板,，展現(xiàn)的是生產(chǎn)廠’的整體結(jié)構(gòu)特點(diǎn).使用生產(chǎn)廠’的專用總線或棍合總線結(jié)構(gòu)，這種嵌入式結(jié)構(gòu).如圖1-6所示,。 3)使PC經(jīng)光纜.用高速串行口總線(或ARCNET等)和數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠開發(fā)的專用硬軟件進(jìn)行通信,，如圖1-7所示.3、數(shù)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)功能增強(qiáng) 從20世紀(jì)90年代初,，數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)開始采用墓于PC機(jī)開放式結(jié)構(gòu)以來,，通過因特網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信.使用戶與生產(chǎn)廠商的聯(lián)系更加快捷.更能滿足用戶的需要。目前.數(shù)控機(jī)床已發(fā)展成采用PC和NC觸合的數(shù)控系統(tǒng),，外界的信息可很快地反映到機(jī)床上,，建立起與用戶快速的反映系統(tǒng).
數(shù)控加工中心機(jī)械結(jié)構(gòu)構(gòu)成 典型數(shù)控加工中心的機(jī)械結(jié)構(gòu)主要有基礎(chǔ)支承件、加工中心主軸系統(tǒng),、進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng),、工作臺(tái)交換系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)工作臺(tái),、刀庫及n動(dòng)換刀裝置以及其他機(jī)械功能部件組成,。圖2-1所示為H400加工中心結(jié)構(gòu)圖. 加丁中心基礎(chǔ)支承件是指床身、立柱,、橫梁,、工作臺(tái)、底座等結(jié)構(gòu)件,，它構(gòu)成了機(jī)床的基木框架,。精礎(chǔ)支承件對加工中心各部件起支承和異向作用.因而要求A礎(chǔ)支承件具有較高的剛性、較高的固有頻率和較大的阻尼,。主軸系統(tǒng)為加工中心的主要組成部分,，它由主軸電動(dòng)機(jī),、主軸傳動(dòng)系統(tǒng)以及主軸組件組成.和常規(guī)機(jī)床主軸系統(tǒng)相比.加工中心主軸系統(tǒng)要具有更高的轉(zhuǎn)速、更高的回轉(zhuǎn)精度以及更高的結(jié)構(gòu)剛性和抗振性,。 加工中心進(jìn)給馭動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)直接實(shí)現(xiàn)直線或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的進(jìn)給和定位,。對加工的精度和質(zhì)量形響很大，因此對加工中心進(jìn)給系統(tǒng)的要求是運(yùn)動(dòng)精度,、運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性和快速響應(yīng)能力,。 根據(jù)工作要求，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)通常分成兩種類型.即數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)和分度轉(zhuǎn)臺(tái),。數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)在加工過程中參與切削,，相當(dāng)于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)軸;分度轉(zhuǎn)臺(tái)只完成分度運(yùn)動(dòng).主要要求分度精度和在切削力作用下位置保持不變. 為了在一次安裝后能盡可能多地完成同一工件不同部位的加工要求，并盡可能減少加工中心的非故障停機(jī)時(shí)問,，數(shù)控加工中心通常具有自動(dòng)換刀裝置,、刀庫和fl動(dòng)托盤交換裝置。對自動(dòng)換刀裝置的基本要求主要是結(jié)構(gòu)簡單,、功能可靠,、交換迅速。 其他機(jī)械功能部件主要指冷卻,、潤滑,、排屑和監(jiān)控裝置。由于數(shù)控加工中心生產(chǎn)效率極高·并可長時(shí)間實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化加工,，因而冷卻,、潤滑、排屑等問題比常規(guī)機(jī)床更為突出,。大切削量的加工需要強(qiáng)力冷卻和及時(shí)排屑.人呈冷卻和潤滑液的作用還對系統(tǒng)的密封和泄翻提出更高的要求,，從而導(dǎo)致半封閉、全封閉結(jié)構(gòu)機(jī)床的實(shí)現(xiàn),。