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电火花铣削加工智能化数控系统研究

电火花加工和数控铣加工的对比

电火花加工和数控铣加工的对比 电火花加工和数控铣加工两种工艺各有千秋,它们在模具加工中的应用选择要从产品结构和操作员等方面综合考虑,本文提供了美一家模具加工设备生产的经验之谈,对中国厂家同样有借鉴意义。 在许多模具制造厂,对随机电火花加工(EDM)和电脑数字控制(CNC)铣加工的选择远不如过去那么明晰。改变技术就改变常规。 例如铣加工,它现在可以比以前得到了更为广泛的应用。进给速度高、刀具轨迹准确而复杂的加工中心使模具制造厂应用快速和少量的铣削更显成本效益,在涉及硬质金属、细节复杂和光滑表面的许多应用中,铣加工取代了EDM。 但EDM技术也变得更完善了。 美国俄亥俄州Makino 公司是提供加工中心和EDM机器的生产厂家,他们对电火花加工和铣加工之间的比较有着自己的独到见解。Billy Grobe是该公司模具业务经理,他经常告诉顾客们哪种金属切削工艺对他们的生产起着重要作用。他说没有泾渭分明的答案。但还是有重要的原则可循,下面列出的一些说明对一些普通的规则作了一番总结,Grobe强调这里所提供的比较不是针对EDM和通常所说铣削之间的。相反这个比较是针对EDM和所谓的"高性能"铣削之间的,这种铣削利用了专为复杂、精确、高速进料铣削而设计的机床和控制系统。他说在心中有了这样的约束,那么在这里每个过程往往是会起到作用的。 什么时候用EDM ◆对于内部尖角。 Grobe认为除非棱边铣削达到了完美,否则EDM对于内角来说仍将是占优势地位的工艺。

◆对于多数复杂的形状。 特别是当铣刀难于够到复杂表面时, EDM就有它的意义了。 ◆在需要深度切削的地方。 在径比(刀具长度/直径)特别高的地方,更明确的要避免应用铣削。 ◆在无人看护的切削中。 EDM是较容易实现自动化的过程,因为它比铣削更可预计的。在利用机械手装载电极和工件的过程中,含有电极制造的一个完整EDM过程能整日整夜地有效运转,而几乎不用人员看护。 ◆对于高技术零件一般地,加工电极的编程时间比铣削金属结构的时间较短。在更复杂的加工应用中,这个差别变得更加明显。一旦假定只有EDM,令加工中心工作所需的工作时间可能会相当的高,以至于EDM仍然是合适的选择。 ◆在规定了要作EDM精加工的地方。 EDM现在能提供的表面质量比以前更好了。进步不仅仅是改善了石墨电极能获得的表面光洁度,它们也就产生了较窄的热影响区(HAZ)。 什么时候利用铣加工 ◆在你所能够的任何时候都可利用铣加工。 ◆对于质地纹理化的表面 在纹理化的过程中,EDM增加了一个额外的级进。EDM加工过的表面不同于被铣削过的表面,通常要求在出现纹理前要作抛光。 ◆当容易接近工件时。 如果形状为敞开的,而且长径比小,就用铣削了。 ◆对于系列零件相近工件的组合和与多槽刀具都为削减编程所花时间提供了机会,其中包括了花费在解铣削金属结构的最佳方法上的时间。 ◆对于不能有热影响区的零件可用铣削。 ◆在精度要求高的地方。 铣削更容易控制严格的公差。在EDM中,电极加工、夹具更换、以及在同一零件上用多个电极都会产生精度叠加。同时当获得更好的表面光洁度时,EDM的精确度就下降了。 而铣削更容易控制严格的公差。在EDM中,电极加工、夹具更换、以及在同一零件上用多个电极都会产生精度叠加问题。同时,当将要接近更出色的表面光洁度时,EDM的精确度就下降了。而铣削带来较少的偏差叠加问题,不会因表面光洁度好而损失了精度。 ◆当EDM操作人员紧缺时 在许多工厂里,人事上需要考虑的东西将胜过与技术有关的东西。 Grobe认为除此以外还有更多要考虑的东西。很基本的一点是机器是开放式的吗?实际上,在比较EDM和铣削,或者任何竞争性的工艺时,编程的影响是另一个需要考虑的重要因素。不论哪一种工艺,对其有效性的精确评估只会产生于全面地考虑这个工艺,而不仅仅只是看机床。只有当评价了机器运转之前的所有步骤,确保它们都在以最高效率运作时,对机器潜在效率的真正测量才会产生。 本文摘自美国Modern Machine Shop杂志 发布时间:2006-2-12

CNC系统的组成

第四章计算机数控系统(CNC系统) 第一节概述 一、CNC系统的组成 CNC系统主要由硬件和软件两大部分组成。其核心是计算机数字控制装置。它通过系统控制软件配合系统硬件,合理地组织、管理数控系统的输入、数据处理、插补和输出信息,控制执行部件,使数控机床按照操作者的要求进行自动加工。CNC系统采用了计算机作为控制部件,通常由常驻在其内部的数控系统软件实现部分或全部数控功能,从而对机床运动进行实时控制。只要改变计算机数控系统的控制软件就能实现一种全新的控制方式。CNC系统有很多种类型,有车床、铣床、加工中心等的CNC系统。但是,各种数控机床的CNC系统一般包括以下几个部分:中央处理单元CPU、存储器(ROM/RAM)、输入输出设备(I/O)、操作面板、显示器和键盘、纸带穿孔机、可编程控制器等。图4-1所示为CNC系统的一般结构框图。 图4-1 CNC系统的结构框图 在图4-1中所示的整个计算机数控系统的结构框图,数控系统主要是指图中的CNC控制器。CNC控制器由计算机硬件、系统软件和相应的I/O接口构成的专用计算机与可编程控制器PLC组成。前者处理机床轨迹运动的数字控制,后者处理开关量的逻辑控制。 三、CNC系统的功能和一般工作过程 (一)CNC系统的功能 CNC系统由于现在普遍采用了微处理器,通过软件可以实现很多功能。数控系统有多种系列,性能各异。数控系统的功能通常包括基本功能和选择功能。基本功能是数控系统必备的功能,选择功能是供用户根据机床特点和用途进行选择的功能。CNC系统的功能主要反映在准备功能G指令代码和辅助功能M指令代码上。根据数控机床的类型、用途、档次的不同,CNC系统的功能有很大差别,下面介绍其主要功能。 1. 控制功能 CNC系统能控制的轴数和能同时控制(联动)的轴数是其主要性能之一。控制轴有移动轴和回转轴,有基本轴和附加轴。通过轴的联动可以完成轮廓轨迹的加工。一般数控车床只需二轴控制,二轴联动;一般数控铣床需要三2轴联动;一般加工中心为多轴控制,三轴联动。控制轴数越多,特别是同时控制的轴数越多,轴控制、三轴联动或21 要求CNC系统的功能就越强,同时CNC系统也就越复杂,编制程序也越困难。 2. 准备功能准备功能也称G指令代码,它用来指定机床运动方式的功能,包括基本移动、平面选择、坐标设定、刀具补偿、固定循环等指令。对于点位式的加工机床,如钻床、冲床等,需要点位移动控制系统。对于轮廓控制的加工机床,如车床、铣床、加工中心等,需要控制系统有两个或两个以上的进给坐标具有联动功能。 3. 插补功能 CNC系统是通过软件插补来实现刀具运动轨迹控制的。由于轮廓控制的实时性很强,软件插补的计算速度难以满足数控机床对进给速度和分辨率的要求,同时由于CNC不断扩展其他方面的功能也要求减少插补计算所占用的CPU 时间。因此,CNC的插补功能实际上被分为粗插补和精插补,插补软件每次插补一个小线段的数据为粗插补,伺服系统根据粗插补的结果,将小线段分成单个脉冲的输出称为精插补。有的数控机床采用硬件进行精插补。 4. 进给功能根据加工工艺要求,CNC系统的进给功能用F指令代码直接指定数控机床加工的进给速度。 (1)切削进给速度以每分钟进给的毫米数指定刀具的进给速度,如100mm/min。对于回转轴,表示每分钟进给的角度。 (2)同步进给速度以主轴每转进给的毫米数规定的进给速度,如0.02mm/r。只有主轴上装有位置编码器的数控机床才能指定同步进给速度,用于切削螺纹的编程。 (3)进给倍率操作面板上设置了进给倍率开关,倍率可以从0~200%之间变化,每档间隔10%。使用倍率开关不用

电火花加工

课程名称:院系: 专业: 班级: 学号: 姓名:

电火花加工 1.概述 电火花加工是一种自激放电,故又称放电加工(EDM),于20世纪40年代开始研究并逐步应用于生产,是目前机械制造业中应用最广泛的特种加工方法之一,在难切削材料、复杂型面零件等的加工中得到了广泛应用。 2.原理 火花放电的两个电极间在放电前具较高的电压,当两电极接近时,其间介质被击穿后,随即发生火花放电。伴随击穿过程,两电极间的电阻急剧变小,两极之间的电压也随之急剧变低。火花通道必须在维持暂短的时间(通常为后及时熄灭,才可保持火花放电的“冷极”特性(即通道能量转换的热能来不及传至电极纵深),使通道能量作用于极小范围。通道能量的作用,可使电极局部被腐蚀。利用火花放电时产生的腐蚀现象对材料进行尺寸加工的方法,叫电火花加工。电火花加工是在较低的电压范围内,在液体介质中的火花放电。 3.特点 1.脉冲放电的能量密度高,便于加工用普通的机械加工方法难于加工或无法加工的特殊材料和复杂形状的工件。不受材料硬度影响,不受热处理状况影响。 2.脉冲放电持续时间极短,放电时产生的热量传导扩散范围小,材料受热影响范围小。 3.加工时,工具电极与工件材料不接触,两者之间宏观作用力极小。工具电极材料不需比工件材料硬,因此,工具电极制造容易。 4.可以改革工件结构,简化加工工艺,提高工件使用寿命,降低工人劳动强度。基于.上述特点,电火花加工的主要用途有以下几项: 1)制造冲模、塑料模、锻模和压铸模。 2)加工小孔、畸形孔以及在硬质合金上加工螺纹螺孔。 3)在金属板材上切割出零件。4)加工窄缝。 5)磨削平面和圆面。

数控铣床控制系统设计

控制系统课程项目 设计说明书 项目名称:数控铣床控制系统设计 系别:机械电子工程系 专业:机械设计制造及其自动化 姓名:city 学号:09128888 组员:学号: 学号: 指导教师:陈少波

完成时间:2012 年 6 月8 日至2012 年 6 月22 日 目录 1 概述 (3) 1.1 设计目的 (3) 1.2使用设备 (3) 1.3设计内容及要求 (4) 2 NUM1020控制系统设计 (4) 2.1 功能概述 (4) 2.2 主要元器件选型 (5) 2.2.1电机选型 (5) 2.2.2 伺服驱动器与变频器选型 (8) 2.3 电路原理设计 (9) 2.3.1 电源供电设计 (9) 2.3.2 驱动电路设计 (10) 2.3.3 电机编码器与伺服驱动器连接设计 (10) 2.3.4 手轮与轴卡连接设计 (11) 2.3.5铣床控制电路设计 (12) 2.4 控制系统设计 (13)

2.4.1控制系统功能设计 (13) 2.4.2 参数设置 (14) 2.4.3 程序设计 (16) 3 总结 (20) 1 概述 1.1 设计目的 1)、掌握简单数控铣床控制系统的设计过程 2)、掌握常用数控系统(NUM1020)的操作过程 3)、掌握交流伺服电机的工作方式及应用过程 4)、了解数控系统内置式PLC 的实现原理及编程方式 5)、掌握数控系统自动控制功能程序的设计及开发过程 1.2使用设备 1)、NUM1020数控系统一套 2)、安川交流伺服电机3套 3)、计算机及梯形图编辑软件一套

1.3设计内容及要求 1)、以实验室现有的设备(NUM1020数控系统)作为控制器,参照实验室现有的数控铣床的功能,完成一台具有3轴联动功能的数控铣床的电气系统设计过程。 2)、移动轴(3轴)采用实验室现有的交流伺服电机进行驱动,采用半闭环位置控制模式。 3)、主轴采用实验室现有的变频调速器进行设计驱动,系统不要求具备自动换刀功能。 4)、完成PLC输入输出点的分配。 5)、具有行程及其他基本的保护功能。 6)、设计相关功能的梯形图控制程序(要求具有:手动进给功能、手轮进给功能、MDI功能、自动控制功能及各种基本的逻辑保护功能) 7)、完成设计报告。 2 NUM1020控制系统设计 2.1 功能概述 此三轴联动数控铣床由X、Y、Z轴三轴及主轴组成,X、Y、Z轴采用伺服电机传动,由伺服驱动器驱动。主轴采用普通三相异步电机,由变频器驱动。数控系统采用NUM1020数控系统。由NUM1020数控系统作为控制核心,三台伺服驱动器通过NUM1020系统的轴卡地址编码控制,主轴变频器由数控系统

电火花加工

电火花加工技术 摘要:电火花加工是利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时产生的电蚀作用蚀除导电材料的特种加工方法,又称放电加工或电蚀加工,英文简称EDM。本文简要介绍了电火花加工技术的发展历程、国内外研究现状以及未来发展趋势。 关键词:电火花加工;发展历程;现状;发展趋势 一、电火花加工简介 电火花加工(英语:Electrical Discharge Machining,简称EDM),是特种加工技术的一种,广泛应用在模具制造、机械加工行业。放电加工可以用来加工传统切削方法难以加工的超硬材料和复杂形状的工件,通常用于加工导电的材料,可以在诸如钛合金、工具钢、碳钢和硬质合金等难加工材料上加工复杂的型腔或者轮廓。 其原理是在导电的工具电极和工件之间施加上周期性快速变化的电压脉冲,通过浸没在绝缘介质中的工具电极与工件之间的脉冲性放电所产生的局部高温使工件表面金属熔化、气化,从而蚀除金属。因此在加工过程中几乎不存在切削力。 二、电火花加工发展历程 1943年,苏联学者拉扎连科夫妇(Dr. B.R. Lazarenko 及 Dr. N.I. Lazarenko )发明电火花机,使用电阻、电容回路,即RC 回路。50年代,改进为电阻、电感、电容等回路,即既RLC回路。60年代,改进为晶体管,可控硅脉冲电源。 70年代,改进为高低压复合脉冲、多回路脉冲、等幅脉冲、可调波形脉冲电源。80年代,采用工业级CPU控制,能实现G码编辑等功能,极大的提升了使用性能。日本牧野(Makino)公司在1980年发明第一台数字控制放电加工机。至1990年代,采用了多轴控制及刀库(ATC)技术。近些年,无电阻技术、直线导轨技术、混粉技术等一批新工艺也成功运用在电火花机上。 在我国,电火花加工技术经历了手动电火花加工、液压伺服、直流电机、步进电机、交流伺服电机等一系列过程。控制系统也越 来越复杂,从单轴数控到3轴数控、再到多轴联动。20世纪90年代初期,3轴电火花机在国内还是空白,主要是从日本和瑞士弓I进。直到90年代中期,北京市电加工研究所才和日本沙迪克公司合作开始制造3轴电火花加工机,也可以说开始步人国内电火花加工机的真正快速发展轨道,后来在此基础上又生产研发了4轴4联动电火花加工机[1]。 三、电火花加工国内外研究现状 1 独特的精密、微细加工能力 根据国外的调查和统计,在众多的微细加工方法中(切削、线切割、磨削、激光、超声、电子束等加工),电火花微细加工的应用占第一位[2],这说明了电火花微细加工的重要作用。 实现精密、微细加工的一个重要条件是加工单位(即每次放电的蚀除量)尽可能小。随着现代电力电子技术的发展,电火花加工的加工精度与表面质量得到了极大的提高,加工单位也日趋变小,有些零件的加工精度已属于微纳加工的范畴。目前,应用电火花成形加工技术已可稳定地得到尺寸精度高于0.1μm、表面粗糙度Ra <0.01μm的加工表面。电火花成形加工已成为零件精、微加工的有效手段之一。 对于微细孔和微细轴的加工,日本东京大学生产技术研究所增泽隆久教授加工出的5μm微细孔和2.5μm微细轴,代表了当前这一领域的世界先进水平。 我国生产的数控高速电火花小孔加工机的工艺指标已达到国际先进水平,加工的小孔深径比已超过1000:1,可加工不锈钢、硬质合金、铜、铝等各种导电难加工材料。具有从斜面和曲面穿人、直接使用自来水工作液等特点.最高加工速度可达60mm/min。 除了微细孔和微细轴的加工外,微细电火花加工技术更深远的意义在于通过微细

第三章 电火花加工工艺规律3

第三章 电火花加工工艺规律 3.1 电火花加工的常用术语 电火花加工中常用的主要名词术语和符号如下: 1.工具电极 电火花加工用的工具是电火花放电时的电极之一,故称为工具电极,有时简称电极。由于电极的材料常常是铜,因此又称为铜公(如图3-1所示)。 图3-1 电火花加工示意图2.放电间隙 放电间隙是放电时工具电极和工件间的距离,它的大小一般在0.01~0.5 mm 之间,粗加工时间隙较大,精加工时则较小。 3.脉冲宽度ti(μs) 脉冲宽度简称脉宽(也常用ON 、TON 等符号表示),是加到电极和工件上放电间隙两端的电压脉冲的持续时间(如图3-2所示)。为了防止电弧烧伤,电火花加工只能用断断续续的脉冲电压波。一般来说,粗加工时可用较大的脉宽,精加工时只能用较小的脉宽。 图3-2 脉 冲参数与脉冲电压、电流波形4.脉冲间隔to(μs)) 脉冲间隔简称脉间或间隔(也常用OFF 、TOFF 表示),它是两个电压脉冲之间的间隔时间(如图3-2所示)。间隔时间过短,放电间隙来不及消电离和恢复绝缘,容易产生电弧放电,烧伤电极和工件;脉间选得过长,将降低加工生产率。加工面积、加工深度较大时,脉间也应稍大。 5.放电时间(电流脉宽)te(μ s) 21—工具电极;2—工件; 3—脉冲电源;4—伺服进给系统

放电时间是工作液介质击穿后放电间隙中流过放电电流的时间,即电流脉宽,它比电压脉宽稍小,二者相差一个击穿延时td 。ti 和te 对电火花加工的生产率、表面粗糙度和电极损耗有很大影响,但实际起作用的是电流脉宽te 。 6.击穿延时t d (μs) 从间隙两端加上脉冲电压后,一般均要经过一小段延续时间t d ,工作液介质才能被击穿放电,这一小段时间t d 称为击穿延时(见图3-2)。击穿延时t d 与平均放电间隙的大小有关,工具欠进给时,平均放电间隙变大,平均击穿延时t d 就大;反之,工具过进给时,放电间隙变小,t d 也就小。 7.脉冲周期t P (μs) 一个电压脉冲开始到下一个电压脉冲开始之间的时间称为脉冲周期,显然t P =t i +t o (见图3-2)。 8.脉冲频率f P (Hz) 脉冲频率是指单位时间内电源发出的脉冲个数。显然,它与脉冲周期t P 互为倒数,即 9.有效脉冲频率f e (HZ) 有效脉冲频率是单位时间内在放电间隙上发生有效放电的次数,又称工作脉冲频率。 10.脉冲利用率λ 脉冲利用率λ是有效脉冲频率f e 与脉冲频率f p 之比,又称频率比,即亦即单位时间内 有效火花脉冲个数与该单位时间内的总脉冲个数之比。 11.脉宽系数τ 脉宽系数是脉冲宽度t i 与脉冲周期t p 之比,其计算公式为 12.占空比ψ 占空比是脉冲宽度t i 与脉冲间隔t o 之比,ψ=t i /t o 。粗加工时占空比一般较大,精加工时占空比应较小, 否则放电间隙来不及消电离恢复绝缘,容易引起电弧放电。 13.开路电压或峰值电压(V) 开路电压是间隙开路和间隙击穿之前td 时间内电极间的最高电压(见图3-2)。一般晶体管方波脉冲电源的峰值电压=60~80 V ,高低压复合脉冲电源的高压峰值电压为175~300 V 。峰值电压高时,放电间隙大,生产率高,但成形复制精度较差。 14.火花维持电压 火花维持电压是每次火花击穿后,在放电间隙上火花放电时的维持电压,一般在25 V 左右,但它实际是一个高频振荡的电压(见图3-2)。 15.加工电压或间隙平均电压U(V) 加工电压或间隙平均电压是指加工时电压表上指示的放电间隙两端的平均电压,它是多个开路电压、火花放电维持电压、短路和脉冲间隔等电压的平均值。 16.加工电流I(A) 加工电流是加工时电流表上指示的流过放电间隙的平均电流。精加工时小,粗加工时大,间隙偏开路时小,间隙合理或偏短路时则大。 17.短路电流Is(A) p p 1t f = p e f f =λo i i p i t t t t t +==τ

普通铣床数控化改造设计

普通铣床数控化改造设计 摘要 我所设计的毕业课题为“普通铣床数控化改造设计”。对于机床的设计来说,我首先对所要设计的机床进行技术调查,查阅了国内外有关文献资料,在此基础上,对其用途范围、性能指标、方案对比等进行论证分析。对于通用机床我更是查阅了大量的国内外有关铣床的资料后,拟定了此机床的总体方案为立式铣床。然后根据总体方案的布局形式,规格参数,精度性能等要求,对此机床的进给传动系统进行了专题设计。首先是对进给传动的运动设计。此设计主要功能和主要参数以及各系统的基本工作原理及其数控化。数控化的铣床的定位精度和重复定位精度明显提高,获得了明显的经济效益。 关键词:数控化改造;定位精度;重复定位精度;无级变速;伺服传动系统。 第一章三坐标数控铣床的设计和计算 1.1 主传动系统的设计 主传动系统一般由动力源(如电动机)、变速装置及执行元件(如主轴、刀架、工作台),以及开停、换向和制动机构等部分组成。动力源为执行元件提供动力,并使其得到一定的运动速度和方向,变速装置传递动力以及变换运动速度,执行元件执行机床所需的运动,完成旋转或直线运动。 现代切削加工正向着高速、高效和高精度方向发展,对机床的性能提出越来越高的要求,如转速高,调速范围大,恒扭矩调速范围达1:100~1:1000,恒功率调速范围达1:10以上;更大的功率范围达2.2~250kW,能在切削加工中自动变换速度;机床结构简单,噪声小,动态性能好,可靠性高等。数控机床主传动设计应满足的特点:主传动采用直流或交流电动机无级调速;数控机床驱动电动机和主轴功率特性的匹配设计;数控机床高速主传动设计;数控机床采用部件标准、模块化结构设计;数控机床的柔性化、复合化;虚拟轴机床设计。 为了适应数控机床加工范围广、工艺适应性强、加工精度高和自动化程度高等特点,要求主传动装置应具有以下特点: (1)具有较大的调速范围,并实现无级调速。无级变速传动在一定的变速范围内连续改变转速,以便得到最有利的切削速度;能在运转中变速,便于实现变速自动化;能在负载下变速,便于车削大端面时保持恒定的切削速度,以提高生产效率和加工质量。 (2)具有较高的精度和刚度,传动平稳,噪音低。数控机床加工精度的提高,与主传动系统的刚度密切相关。为此,应提高传动件的精度与刚度,采用高精度轴承及合理的支撑跨距等,以提高主轴组件的刚性。 (3)良好的抗震性和热稳定性。数控机床一般既要进行粗加工,又要精加工;加工时可能由于断续切削、

数控机床工作原理及组成

数控机床工作原理及组成 1.1.1 数控机床工作原理 数控机床是采用了数控技术的机床,它是用数字信号控制机床运动及其加工过程。具体地说,将刀具移动轨迹等加工信息用数字化的代码记录在程序介质上,然后输入数控系统,经过译码、运算,发出指令,自动控制机床上的刀具与工件之间的相对运动,从而加工出形状、尺寸与精度符合要求的零件,这种机床即为数控机床。 1.1.2 数控机床的种类 由于数控系统的强大功能,使数控机床种类繁多.其按用途可分为如下三类。 ①金属切削类数控机床。金属切削类数控机床包括数控车床、数控铣床、数控磨床、数控钻床、数控镗床、加工中心等。 ②金属成形类数控机床。金属成形类数控机床有数控折弯机、数控弯管机、数控冲床和数控压力机等。 ③数控特种加工机床。数控特种加工机床包括数控线切割机床、数控电火花加工机床、数控激光加工机床,数控淬火机床等。 1.1.3 数控机床的组成 数控机床一般由输入输出设备、数控装置(CNC)、伺服单元、驱动装置(或称执行机构)、可编程控制器(PLC)及电气控制装置、辅助装置、机床本体及测量装置组成。图1—1是数控机床的硬件构成。

(1)输入和输出装置 输入和输出装置是机床数控系统和操作人员进行信息交流、实现人机对话的交互设备. 输入装置的作用是将程序载体上的数控代码变成相应的电脉冲信号,传送并存入数控装置内。目前,数控机床的输入装置有键盘、磁盘驱动器、光电阅读机等,其相应的程序载体 第1页 为磁盘、穿孔纸带。输出装置是显示器,有CRT显示器或彩色液晶显示器两种。输出装置的作用是:数控系统通过显示器为操作人员提供必要的信息。显示的信息可以是正在编辑的程序、坐标值,以及报警信号等。 (2)数控装置(CNC装置) 数控装置是计算机数控系统的核心,是由硬件和软件两部分组成的。它接受的是输入装置送来的脉冲信号,信号经过数控装置的系统软件或逻辑电路进行编译、运算和逻辑处理后,输出各种信号和指令,控制机床的各个部分,使其进行规定的、有序的动作。这些控制信号中最基本的信号是各坐标轴(即作进给运动的各执行部件)的进给速度、进给方向和位移量指令(送到伺服驱动系统驱动执行部件作进给运动),还有主轴的变速、换向和启停信号,选择和交换刀具的刀具指令信号,控制切削液、润滑油启停、工件和机床部件松开、夹紧、分度工作和转位的辅助指令信号等。 数控装置主要包括微处理器(CPU)、存储器、局部总线、外围逻辑电路以及与CNC系统其他组成部分联系的接口等。 (3)可编程逻辑控制器(PLC)

法兰克系统数控铣床代码完整版

法兰克系统数控铣床代码完整版 内容来源网络,由“深圳机械展(11万㎡,1100多家展商,超10万观众)”收集整理! 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示,就在深圳机械展. 数控铣床法兰克系统代码 G00 01 定位(快速移动) G01 01 直线插补(进给速度) *G00和G01为一组,选其一 G02 01 顺时针圆弧插补 G03 01 逆时针圆弧插补 *G02和G03为一组,选其一 G04 00 暂停,精确停止 G09 00 精确停止 *G04和G09为一组,选其一 G17 02 选择X Y平面 G18 02 选择Z X平面

G19 02 选择Y Z平面 *G17、G18、G19为一组,选其一 G27 00 返回并检查参考点 G28 00 返回参考点 G29 00 从参考点返回 G30 00 返回第二参考点 *G27~G30为一组,选其一 G40 07 取消刀具半径补偿 G41 07 左侧刀具半径补偿 G42 07 右侧刀具半径补偿 *G41、G42为一组,选其一,与G40成对使用G43 08 刀具长度补偿+ G44 08 刀具长度补偿- G49 08 取消刀具长度补偿 *G43、G44为一组,选其一,与G49成对使用G52 00 设置局部坐标系

G53 00 选择机床坐标系 *G52、G53为一组,选其一G54 14 选用1号工件坐标系G55 14 选用2号工件坐标系G56 14 选用3号工件坐标系G57 14 选用4号工件坐标系G58 14 选用5号工件坐标系G59 14 选用6号工件坐标系*G54~G59为一组,选其一G60 00 单一方向定位 G61 15 精确停止方式 G64 15 切削方式 G65 00 宏程序调用 G66 12 模态宏程序调用 G67 12 模态宏程序调用取消G73 09 深孔钻削固定循环

数控机床由哪几个部分组成

数控机床由哪几个部分 组成 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】

一数控机床由哪几个部分组成 答:编程及程序载体、输入装置、CNC装置及强电控制装置、伺服驱动系统及位置检测装置、机床的机械部件 二试说明数控加工中数据转换过程中的主要步骤,并简述每个步骤的主要功能。 答:数控制加中的数据转换过程中主要是将加工信息用规定的汉字,数字和符号组成的代码,按一定的格式写成加工程序单。将加工程序通过控制介质输入到数控装置进行自动加工。 1)数控程序是数控数控机床自动加工零件的工作指令。2)输入装置是将程序载体上的数控代码变成相应的电脉冲信号,并传送存入数控装置内。3)输入装置是数控机床的核心,它接受输入装置送来的肪冲信号,输出各种信号和指令控制机床的各部分,进行规定的,有序的动作。4)伺服驱动系统与机床上的执行部件和机械传动的部件组成数控机床的进给系统。 三从数控系统控制功能、联动轴数、伺服系统来看,NC机床各分为几类,它们各用于什么场合? 答:分类:一,点位控制数控机床。加工平面内的孔系。二,直线控制数控机床。可用于加工台阶轴。三,轮廓控制数控机床。可以加工曲面零件和铣削曲面轮廓。 四.试从控制精度、系统稳定性及经济性三方面,比较开环、闭环系统的优劣? 答:开环数控系统是指进给伺服子系统没有位置测量装置的数控系统。由于没有位置反馈,其控制精度相对闭环和半闭环系统来讲是较低的,精度主要取决于伺服驱动系统和机械传动机构的性能和精度;没有位置反馈,信号流是单向的,故系统稳定性好;没有测量装置,则结构简单、工作稳定、调试方便、维修简单、价格低廉。在精度和速度要求不高、驱动力矩不大的场合得到广泛应用。一般用于经济型数控机床。

GSK983Ma-H Ma-V铣床数控系统MaV1.0A PLC使用说明

GSK983Ma-H Ma-V铣床加工中心数控系统PLC使用说明 (MaV1.0A版本)

目录 1 操作面板按键地址表 (1) 2 I/O单元信号地址表 (2) 3 I/O单元输入、输出信号说明 (5) 3.1输入信号电平说明 (5) 3.2输出信号电平说明 (6) 3.3各输入信号的具体说明 (7) 3.4*标志的信号 (9) 4 PC参数说明 (9) 4.1位参数说明 (9) 4.2时间参数和其它参数说明 (14) 5 M代码功能说明 (15) 6 斗笠刀库功能 (16) 6.1换刀指令M6TХХ (16) 6.2斗笠换刀动作描述 (16) 6.3刀号数码管显示 (16) 6.4刀具的夹紧、松开 (16) 6.5刀库的回零 (17) 1.刀库回零具体操作方法: (17) 2.刀库回零后注意事项: (17) 3.移走刀盘当前卡槽刀具的两种方法: (17) 7 斗笠刀库的调试 (17) 7.1斗笠刀库调试状态的设置和取消 (17) 1.刀库调试状态的两种设定方法: (17) 2.刀库调试状态取消的两类方法: (17) 7.2正确设定斗笠刀库相关参数 (18) 1. 相关的NC参数设定 (18) 2. 相关的PLC参数设定 (18) 7.3调试状态下斗笠刀库相关输入、输出信号的检查方法 (19) 1.调试状态下刀库前进的操作及信号检查 (19) 2.调试状态下刀库后退的操作及信号检查 (20) 3. 调试状态下刀盘旋转的操作及信号检查 (20) 4. 刀库调试状态下快速及切削倍率的限定 (21) 5. 主轴定向角度的调整和设定 (21) 7.4正常使用刀库应注意的问题 (21) 1.换刀时不可锁住机床,不可锁住辅助功能 (21) 2.正常启动换刀程序时,与当前主轴对应的刀库卡位不能装有刀具。 (21) 3.刀库换刀宏程序须存储在O9001号程序 (21) 7.5刀库运行中遇急停、掉电、复位和报警的正确处理方法 (21) 7.6刀库的保护与Z轴的行程限制设定 (21) 8 机床进给轴的回零 (22)

电火花铣削加工

l 电火花铁削(Electrical Discharge Milling )加工技术的提出 尽管电火花加工在加工脆硬材料方面具有得天独厚的优势,但自从电火花加工技术产生那一刻起,人们就一直致力于提高电火花加工速度。电火花铣削加工就是近年来发展起来的进行电火花高速加工的一种有效手段。电火花铣削加工机床高速旋转的主轴带动棒状或管状电极转动,同时采用多轴联动,进行电火花成形加工。由于这种电火花加工方法的电极运动轨迹类似铣削加工,故称其为电火花铣削加工。图9 一10 为传统的电火花加工与电火花铣削加工的比较。电火花铣削加工具有电极制造简单、更换电极方便和电极损耗易补偿等优点。电火花铣削加工改善了传统电火花加工存在的加工速度、电极损耗和表面质量之间的矛盾,并大大地简化了电火花工艺过程的控制,从而进一步降低了加工成本,使电火花加工技术在激烈的市场竞争中处于有利地位。目前,国外一些有名的电火花加工设备生产厂家都在大力研究和开发电火花铣削加工技术,瑞士Charmilles 公司认为未来模具加工采用电火花铣削将占30 % ,其发展潜力是巨大的。作为一种新颖的电火花成型加工技术,电火花铣削加工一旦在关键技术上获得突破,它将有可能逐渐取代传统电火花成型加工的地位,这种技术的拥有者在激烈的市场竟争中将占据明显的优势。 2 电火花铁削加工过程的电极损耗补偿技术 电火花铣削加工与传统铣削加工有着极为类似的运动方式,但二者又有很大区别。除了加工机理不同外,电火花加工是一种非接触性加工,电极与工件之间存在放电间隙,而且在加工过程中电极存在较大的损耗。电极损耗的补偿是电火花铣削加工的关键技术,它对加工精度有着直接影响。虽然自20 世纪80 年代初开始,人们就对电火花铁削加工的相关技术进行了研究,但电极损耗的补偿技术一直没有得以较好的解决。长期以来,电火花铣削加工只能作为传统电火花成型加工出现困难时采用的补充手段。 1 .电极损耗补偿量的测量方法 最便捷的检测电极损耗量方法是:加工前设置一个对刀参考点,记下参考点的坐标值,设为z 。;加工过程中在必要的时候电极重新回到对刀点,读取此时坐标值,设为z 。此时坐标值与原参考点坐标值之差(z ~z0)就是电极在此轴向(设为z 轴)的损耗量,也就是电极损耗的补偿值。 一种较为先进的测量方法叫光电图像法。用此方法可在加工过程中检测出损耗后的电极形状,以便于实现二维甚至三维的电极损耗补偿。在加工过程中的某特定时刻,将电极抬起使之进人光学测量区域,利用CCD 传感器(固态图像传感器)对电源损耗后的形状进行准确测量,然后计算各方向的补偿量。如图9 一11 所示,电极长度方向上(图中y 方向)的补偿量即为此方向上的损耗量,半径方向上(图中x 方向)的补偿量可根据半径方向的损耗、(图中r= AB )、电极在各刀位的实际位置(未加补偿前的刀位)以及工件形状来计算。 自由曲面可以认为是由许多具有不同倾角的小斜面构成,也可以采用类似方法计算半径方向上的补偿量。 在加工过程中实时地检测电极损耗状况可获得准确可靠的结果,但也存在缺点。由于为了检测电极损耗而中断了加工,而且采用了“检测一补偿”一对一的补偿方式,加工效率和加工精度难以兼顾。检测频率过高,加工效率太低。检测频率过低,则加工精度势必受影响。特别是在工件形状较复杂时,如果在加工过程中大量加工点(刀位)需要补偿,这种方法几乎没有实用价值。

数控铣床控制系统设计

数控铣床控制系统设计 目的: 设计以AT89S51为控制核心的数控铣床控制系统。 要求: 1、通过键盘控制工作台沿-X,+X,-Y,+Y,-Z,+Z方向的移动,照明 设备的开启及主轴转速的控制,读取EPROM程序指令。 2、能够实现与PC的通讯。 3、当冷却液或润滑油供应不足时有自动报警机制。 4、通过LED数码显示器实时显示X,Y,Z坐标及主轴转速。 5、实现X,Y,Z轴越界报警。 6、设计急停按钮。 总设计方案 1 数控系统硬件接线 选用AT89S51 单片机作为此次数控系统设计的核心控制处理器,采用两片89S51双机通讯,外接两片2764 EPROM用于存放控制程序、批量生产工件加工程序及数据,再选用两片8kb的6264RAM作为存放试制小批量生产工件加工程序及数据。由于系统扩展,为使编程地址统一,我们采用74LS373、74LS139译码器完成译码法对扩展芯片进行寻址的功能,如图 1.0所示为总体设计框图。 图1.0 总体设计框图 工作原理:单片机系统是机床数控系统的核心,通过键盘输入命令,数控装置送来的一系列连续脉冲通过环形分配器、光电耦合器和功率放大器,按一定的顺序分配给步进电动机各相绕组,使各相绕组按照预先规定的控制方式通电或断

电,这样控制步进电动机带动工作台按照指令运动。 1.1 双机通信接口 本次设计采用RS-485双机通信接口,RS-485是RS-422A的变型,它与RS-422A 的区别在于:RS-422A为全双工,采用两对平衡差分信号线;而RS-485为半双工,采用一对平衡差分信号线。RS-485对于多站互联十分方便且相对便宜,所以采用此种接口,如图1.1是本设计中的双机通信接口。 图1.1 双机通信图 在上图中,RS-485以双向、半双工的方式实现双机通信。在AT89S51单片机系统发送或接受数据前,应先将SN75176的发送门或接受门打开,当P1.0=1时,发送门打开,接受RS-485电平、RS-485电平到TTL电平的转换功能。 1.2 存储器的扩展 选择晶体振荡器的工作频率为12MHz。主控器选用AT89S51,由于数控铣床根据加工零件的复杂程度,相应的编程语言会相当复杂,而且数据传输量大,因此,单纯靠51芯片内部自带的存储空间远远不能满足使用要求,有必要对数据存储区和程序存数区进行扩展。根据估计,每片89S51选用两片2764作为程序存储器,两片6264作为数据存储器。同时,并采用一片74LS373地址锁存器和一片74LS139作为片选芯片。 1.2.1 程序存储器2764 EPROM是用紫外线可擦除的半导体只读存储器。2764 是8K*8 字节的紫外线镲除、电可编程只读存储器,单一+5V 供电,工作电流为75mA,维持电流为35mA,读出时间最大为250nS,如图1.2是2764芯片的28脚双列直插式封装及内部原理,如下是2764芯片各引脚的作用: P0~P7:数据线,输出,编程时代码输入。 A0~A7:地址线,输入。

(完整版)简述数控机床的基本组成部分及其基本功能

简述数控机床的基本组成部分及其基本功能 数控机床的基本组成包括加工程序载体、数控装置、伺服驱动装置、机床主体和其他辅助装置。 1)加工程序载体 数控机床工作时,不需要工人直接去操作机床,要对数控机床进行控制,必须编制加工程序。零件加工程序中,包括机床上刀具和工件的相对运动轨迹、工艺参数(进给量主轴转速等)和辅助运动等。将零件加工程序用一定的格式和代码,存储在一种程序载体上,如穿孔纸带、盒式磁带、软磁盘等,通过数控机床的输入装置,将程序信息输入到CNC单元。 2)数控装置 数控装置是数控机床的核心。现代数控装置均采用CNC(Computer Numerical Control)形式,这种CNC装置一般使用多个微处理器,以程序化的软件形式实现数控功能,因此又称软件数控(Software NC)。CNC系统是一种位置控制系统,它是根据输入数据插补出理想的运动轨迹,然后输出到执行部件加工出所需要的零件。因此,数控装置主要由输入、处理和输出三个基本部分构成。而所有这些工作都由计算机的系统程序进行合理地组织,使整个系统协调地进行工作。 3)伺服与测量反馈系统 伺服系统是数控机床的重要组成部分,用于实现数控机床的进给伺服控制和主轴伺服控制。伺服系统的作用是把接受来自数控装置的指令信息,经功率放大、整形处理后,转换成机床执行部件的直线位移或角位移运动。由于伺服系统是数控机床的最后环节,其性能将直接影响数控机床的精度和速度等技术指标,因此,对数控机床的伺服驱动装置,要求具有良好的快速反应性能,准确而灵敏地跟踪数控装置发出的数字指令信号,并能忠实地执行来自数控装置的指令,提高系统的动态跟随特性和静态跟踪精度。 4)机床主体 机床主机是数控机床的主体。它包括床身、底座、立柱、横梁、滑座、工作台、主轴箱、进给机构、刀架及自动换刀装置等机械部件。它是在数控机床上自动地完成各种切削加工的机械部分。 5)数控机床辅助装置 辅助装置是保证充分发挥数控机床功能所必需的配套装置,常用的辅助装置包括:气动、液压装置,排屑装置,冷却、润滑装置,回转工作台和数控分度头,防护,照明等各种辅助装置。

镜面电火花加工技术

机电工程技术!""#年第$$卷第%期 &镜面电火花加工技术的产生与实现手段 镜面电火花加工技术的研究起步于!"世纪’"年代!所谓镜面电火花加工一般是指加工表面粗糙度值在 ()"*!!+以下的电火花加工"此时的加工表面具有镜面反 光效果!研究表明"具有镜面加工效果的电火花加工表面"其表面变质层厚度均匀#极少有微裂纹"并且有较高的耐磨性和耐蚀性"无需抛光即可用作零件的最终表面! 由于电火花加工的表面粗糙度主要取决于单个脉冲的放电能量"因此早期的镜面电火花加工技术的研究均基于这样的思想"即降低单个脉冲的火花放电能量"使每次火花放电产生小的放电蚀坑"从而产生表面粗糙度值低的加工表面!如日本的,-./01公司在!"世纪’"年代初推出了窄脉宽#低峰值电流的2345电源"使加工表面粗糙度值达到小于()"*&!+的水平$瑞士675(8399:,公司开发出纳秒级脉冲电源,2,"最佳加工表面粗糙度可达 ()"*%!+!但这时的镜面加工仅限于小面积加工!随着加 工面积的增大"电极和工件间的寄生电容相应增大"寄生电容对放电脉冲的储能作用增强"当单个小能量放电脉冲作用于电极和工件间时"并不能引起电极和工件间的火花放电"此时的间隙电压升高很慢"脉冲能量被储存于寄生电容中"只有当多个放电脉冲到来"寄生电容中储存了足够多的能量后"间隙电压逐渐升高到击穿电压"才引起火花放电"但此时的放电能量相当于多个放电脉冲能量的叠加"产生的放电蚀坑深度将大大增加"加工表面粗糙度值变大"加工表面便失去镜面效果! 由于电火花加工主要应用于模具加工领域"其加工面 积往往较大"因此研究大面积下的镜面电火花加工技术更具实际意义!为实现大面积下的镜面电火花加工"国内外许多学者进行了研究!如日本学者针对极间寄生电容对加工表面粗糙度的影响"提出了%分割电极法&"即将较大面积的电极分割成许多个相互绝缘的小电极"每个小电极都有独立的脉冲电源供电"这样每个小电极的寄生电容都很小"在小能量脉冲电源的作用下"能够实现小面积的镜面加工"相邻小电极间绝缘部分的加工"通过电极的平动加工完成!该加工方法的实验室效果是好的"但实际应用中存在着分割电极制造#电极连线及加工控制等诸多困难"很难在实际生产中推广应用! !"世纪’"年代末日本学者毛利尚武等人在研究中发 现"在工作液中添加一定数量的硅#铝等微细粉末"会显著地改善电火花加工后的表面粗糙度"达到类似镜面的效果"从而提出了混粉电火花镜面加工技术!该方法只需改进加工工作液"而对机床#电极等并无特殊要求"因此混粉电火花镜面加工技术具有良好的实用性! !混粉电火花镜面加工在模具加工中的应用 通过前面的分析可知"小面积镜面加工的关键在于精规准电源!精规准电源提供足够小的电流和足够窄的脉宽"使单个脉冲的放电能量足够小"从而在加工表面产生小的放电蚀坑"得到表面粗糙度值小的加工表面"实现小面积镜面加工!而大面积混粉电火花镜面加工则是在电火花加工工作液中混入一定成分#粒度和浓度的粉末颗粒"显著改善被加工表面的表面质量"使加工表面达到类似于镜面的效果!混粉电火花镜面加工技术是模具在终加工中 镜面电火花加工技术 编者按!在计算机技术!微电子技术!控制技术飞速发展的推动下"电火花加工技术已经可以对工艺过程实施更加精确的控制"因而促进了加工工艺水平的飞速提高#特别是近几年来"这种提高更是呈加速趋势$不仅如此"许多新的电火花加工方法和控制方法也不断涌现"如%镜面电火花加工技术&微细电火花加工技术&电火花放电沉积表面改性技术&分层式电火花铣削加工技术&气体中放电电火花加工技术&电火花加工过程模糊控制技术等"它们极大地丰富了电火花加工技术的内涵$哈尔滨工业大学赵万生教授的最新著作’先进电火花加工技术("结合了作者多年来从事先进电火花加工的研究实践"总结了近年来的最新研究成果"并介绍了国内外研究人员对于各项技术发展的主要贡献#由于篇幅所限"我们在此仅摘登该书一小部分章节"但该书内容之丰富应可窥一斑#同时"论著摘登栏目为了更好地服务读者"欢迎广大读者将自己渴望了解的技术)工艺*领域告诉我们"以便我们在选稿时有所侧重$ 论著摘登

管电极微细电火花铣削加工

第41卷 增刊1吉林大学学报(工学版)  Vol.41 Sup.12011年7月 Journal of Jilin University(Engineering and Technology  Edition) July  2011收稿日期:2010-04- 16.基金项目:国家自然科学基金重点项目(50835002). 作者简介:迟关心(1968-),男,副教授.研究方向:电火花加工.E-mail:chigx@hit.edu.cn通信作者:禇旭阳(1981-),男,讲师.研究方向:微细电火花加工.E-mail:chuxuyang 7@126.com管电极微细电火花铣削加工 迟关心1,褚旭阳2,狄士春1,王振龙1 (1.哈尔滨工业大学机电工程学院,哈尔滨150002;2.厦门大学物理与机电工程学院,厦门361005 )摘 要:提出了采用对轴向损耗不敏感的微细管电极进行微细电火花分层铣削的加工方法,并对管电极在加工过程中的损耗特性进行了理论分析。在此基础上,分别采用铜管电极和实心电极进行了微细电火花铣削加工实验。结果表明:采用中空结构的管电极不仅减小了铣削过程中电极端部的损耗半径,提高了加工精度,而且简化了微细电火花铣削的分层策略和电极损耗补偿策略。 关键词:材料合成与加工工艺;微细电火花;铣削;管电极 中图分类号:TG661 文献标志码:A 文章编号:1671-5497(2011)Sup. 1-0121-06Micro-EDM milling  with tube electrodeCHI Guan-xin1,CHU Xu-yang2,DI Shi-chun1,WANG Zhen-long 1 (1.Department of Mechanical Engineering,Harbin Institute of Technology,Harbin 150001,China;2.Department of Physics and Mechanical &Electrical Engineering,Xiamen University, Xiamen361005,China)Abstract:The axial wear-loss insensitive tube electrodes was app lied to substitute solid electrodesduring micro-EDM milling process,and the tube electrode wear-loss characteristics during thisprocessing was analyzed.The comparative experiments using both copper tube electrodes and solidelectrodes were carried out on the convention micro-EDM milling  system.Results indicate that tubeelectrode reduces wear-loss radius of the electrode end,improves machining accuracy,and simplifiesthe compensation method in micro-EDM milling  process.Key  words:materials synthesis and processing technology;micro-EDM;milling;tube electrode0 引 言 微细电火花铣削加工[1] 采用简单形状的电 极,按照类似于机械铣削的成型运动,通过火花放电来蚀除多余材料,获得所需的零件形状。该技术具有工具电极简单、工具与工件之间无宏观作用力等特点,可实现微细复杂三维结构的加工。国内外学者利用开发出的微细电火花加工装置, 相继制造出了微小球冠[2]、微型涡轮盘[3] 、微型齿 轮[4]、微传感器[5] 等具有复杂结构的微三维零件。 同时,微细电火花加工具有非接触式的特点,使其在硬质合金、镍合金及钛合金等难加工材料的加 工上具有独特的优势[ 6] 。目前,微细电火花铣削加工在微机械、微型模具制造等领域取得了广泛的应用,成为一种不可或缺的微细加工技术。 目前,微细电火花铣削加工技术也存在着一定的问题。相比于常规的电火花加工,微细电火花加工中放电间隙较小,加工条件较恶劣,微细工

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