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数控液压机制造过程数字控制技术
发布时间: 2022/8/21
                  数控液压机制造过程数字控制技术
  数字控制(NC)技术是一门研究用数字指令来控制机电装置动作的技术。在工业生产中,数控技术用于数控加工、数控装配、数控测量、数控绘图等方面。
1.数控加工的基本原理
数控加工的零件结构采用空间直角坐标系中的点、线、面的数字量表示,数控数控液压机按数字量控制刀具运动,完成零件加工。其中步骤(图42)为:①程序编制——根据图纸按数控液压机控制系统要求确定加工指令,完成零件数控程序编制;②加工过程——将得到的数控程序传输给数控数控液压机,控制数控液压机各坐标的伺服系统,驱动数控液压机,使刀具和工件严格执行程序规定的相对运动,加工出符合图纸的零件。
  
  图42数控加工准备及控制过程
  2.数控系统的组成
  1)数字控制系统
  数字控制系统是用于数控数控液压机的运算、管理和控制的一种自动控制装置。它通过输入介质直接输入若干数据点的数据,并对这些数据自动进行解释和运算,其结果又可对数控液压机产生相应的作用。
  一种简单的数字控制装置构成的逻辑图如图43所示。图中灰色区域部分为数控装置,它接收纸带光电阅读机传来的数据和指令,运算后送到相应的伺服驱动装置上,以驱动数控液压机执行件。
  
  图43 一种简单的数字控制装置构成的逻辑图
  2)检测系统
  检测系统用来检测数控液压机执行件,如工作台、转台、滑板等,在接受数控指令后产生位移和速度的变化量。检测系统通常由原始敏感元件、变量转换元件、量值处理、数据传输和数据显示五个基本单元组成。
  检测系统的工作原理框图如图44所示。它将检测结果反馈到输入端,与输入指令进行比较,然后根据差值大小的变化对数控液压机进行控制。
  3)伺服驱动系统和机械传动系统
  伺服驱动系统常用的驱动元件有电液脉冲马达、功率步进电动机、小惯量直流电动机和交流伺服电动机等。机械传动系统是指由进给伺服驱动元件至数控液压机执行元件之间的机械进给传动装置。常用的机械传动元件有齿轮付、滚动丝杆付、齿轮齿条付等。
   4)辅助系统
  辅助系统是指为实现数控数控液压机全面自动控制的各种辅助控制装置。其作用是提高数控液压机的使用性能,简化操作及编程。主要有传动间隙补偿、螺距、齿距误差补偿、螺纹加工、恒速切削加工、固定循环、自动换刀、手动操作。
  3.数控技术的发展趋势
  从1952年美国麻省理工学院研制出第一台试验性数控系统开始,到现在经历了分立式晶体管式一小规模集成电路式一大规模集成电路式一小型计算机式一超大规模集成电路一微机式的数控系统等阶段。目前,数控技术发展的趋势表现为以下两个方面。
1)采用开放式体系结构
开放式体系结构使数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性,并向智能化、网络化方向发展。开放式体系结构可以大量采用通用微机的先进技术(如多媒体技术等),实现声控自动编程、图形扫描自动编程等。数控系统继续向高集成度方向发展,使系统体积更小,同时可靠性大大提高。利用多CPU的优势,实现故障自动排除;增强通信功能,提高进线、联网能力。开放式体系结构的新一代数控系统,其硬件、软件和总线规范都是对外开放的,由于有充足的软、硬件资源可供利用,不仅使数控系统制造商和用户进行的系统集成得到有力的支持,而且也为用户的二次开发带来极大便利。
  数控系统在控制性能上向智能化发展。随着人工智能在计算机领域的渗透和发展,数控系统引入了自适应控制、模糊系统和神经网络的控制机理,不但具有自动编程、前馈控制、模糊控制、学习控制、自适应控制、工艺参数自动生成、三维刀具补偿、运动参数动态补偿等功能,而且人机界面更加友好,并具有故障诊断专家系统,使自诊断和故障监控功能更趋完善。伺服系统智能化的主轴交流驱动和智能化进给伺服装置能自动识别负载,并自动优化调整参数。
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