3421 梳棉機(jī)蓋板粗磨專機(jī)設(shè)計(jì),梳棉機(jī),蓋板,專機(jī),設(shè)計(jì) 中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)( 論文)譯文畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）譯文題目名稱：梳棉機(jī)蓋板粗磨機(jī)設(shè)計(jì)院系名稱：機(jī)電學(xué)院班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)學(xué)生姓名： 指導(dǎo)老師： 2011 年 3 月中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)( 論文)譯文11、機(jī)床的計(jì)算機(jī)數(shù)字控制關(guān)鍵詞： 數(shù)控 反饋 計(jì)算機(jī)控制 刀具 譯碼器 伺服電機(jī) 單片機(jī) 步進(jìn)電機(jī) 滾珠絲杠 控制 常規(guī)加工 學(xué)習(xí)目的：學(xué)習(xí)完本節(jié)你應(yīng)該掌握一下幾點(diǎn)：? 分辨出數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)的組成? 了解一些數(shù)控機(jī)床的附加特性? 理解一般的運(yùn)動(dòng)過程中的硬件，包括調(diào)速電機(jī)和編碼器? 闡述反饋回路和系統(tǒng)的輸入和輸出1.1 機(jī)床運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)控制從工業(yè)革命開始，我們現(xiàn)在所知道的機(jī)床已經(jīng)出現(xiàn)。你可能對(duì)這些傳統(tǒng)的機(jī)床例如銑床、車床、鉆床等非常熟悉。這些機(jī)床有一些熟練的工人操作，他們轉(zhuǎn)動(dòng)手輪到工件移動(dòng)到合適的位置，或把切削刃轉(zhuǎn)到合適方向。這種類型的機(jī)床被稱作普通機(jī)床。普通機(jī)床需要很多技能數(shù)量的操作者，經(jīng)過培訓(xùn)和訓(xùn)練他們才能去生產(chǎn)出精度一致的工件，普通機(jī)床效率較低，并且相對(duì)昂貴。今天，普通機(jī)床在很大程度上被數(shù)控機(jī)床替代。機(jī)床基本上執(zhí)行相似的功能，但是刀具的進(jìn)給卻是有電控制而不是用手。數(shù)控車床可以周而復(fù)始的生產(chǎn)同一個(gè)零部件卻幾乎沒有任何錯(cuò)誤。但是它們可以以夜以繼日，一周一周的工作卻不感到疲倦。這明顯比需要很多人操作的普通機(jī)床更具優(yōu)勢(shì)。但這并不表示普通機(jī)床應(yīng)該淘汰了。它們?nèi)员淮罅渴褂迷诠ぞ吆蛡€(gè)頂裝置的生產(chǎn)、保養(yǎng)和維修以及小批量生產(chǎn)中。但是，現(xiàn)在大部分的大批量和中批量生產(chǎn)都是在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行。更進(jìn)一步地說，數(shù)控加工再?gòu)臄?shù)十到上百的小批量工廠中普遍使用。數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)能力高。他們的安裝，使用，和維護(hù)同樣也很昂貴。但是，生產(chǎn)效率的優(yōu)勢(shì)優(yōu)勢(shì)，如果他們使用適當(dāng)?shù)墓芾?，可以輕松地抵消了成本。決中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)( 論文)譯文2定使用普通機(jī)床還是數(shù)控及的因素是生產(chǎn)成本和批量。安裝一臺(tái)普通機(jī)床并使之運(yùn)行的費(fèi)用與安裝一臺(tái)數(shù)控機(jī)床相比是很低的?？傊?，隨著產(chǎn)量的增加，結(jié)合生產(chǎn)能力和發(fā)展安裝數(shù)控的需要使安裝數(shù)控機(jī)床成為明顯的選擇。什么是數(shù)控呢？簡(jiǎn)單的說，數(shù)控是由計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)程序控制的機(jī)床自動(dòng)控制。換句話說，是計(jì)算機(jī)而不是人直接控制機(jī)床。在數(shù)控控制出現(xiàn)以前，機(jī)床的動(dòng)作是人工的或機(jī)械的（例如凸輪或傳感系統(tǒng)） 。數(shù)控機(jī)床的軸向運(yùn)動(dòng)由電腦控制，電腦讀取程序并且命令數(shù)個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)通過適當(dāng)?shù)姆绞竭\(yùn)動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)依次引起平臺(tái)運(yùn)動(dòng)從而制造出機(jī)加工部件。當(dāng)然，計(jì)算機(jī)不知道你想要切割出的形狀除非你寫出程序來描述它。觀念上的用電控制機(jī)床相對(duì)容易。程序員寫了一系列的描繪她或他希望機(jī)器運(yùn)動(dòng)的動(dòng)作的程序然后把程序輸入到計(jì)算機(jī)的電腦（叫做控制） 。電腦讀出指令，發(fā)送電信號(hào)到發(fā)動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿移動(dòng)機(jī)械工作臺(tái)。安裝在工作臺(tái)或電機(jī)上的傳感器把位置信息發(fā)送回到電腦。當(dāng)電腦確定到達(dá)正確的位置，下一個(gè)動(dòng)作將會(huì)被執(zhí)行。這一套動(dòng)作自動(dòng)的重復(fù)直到到達(dá)命令的結(jié)尾。有很多這種類型的例子，一些我們將在本章討論它們。數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床在結(jié)構(gòu)上是很相似的。典型的立式銑床與普通銑床具相同的結(jié)果。每個(gè)機(jī)床都有一個(gè)剛性的床身來支撐移動(dòng)部件，一個(gè)主軸來移動(dòng)切削刀具，還有一個(gè)可以上下前后移動(dòng)的平臺(tái)。與工作臺(tái)想連接的蝸桿副引導(dǎo)工作臺(tái)到達(dá)合適的位置。不像普通機(jī)床，數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給絲杠上固定著一個(gè)電機(jī)而不是手輪。數(shù)控機(jī)床有電腦來控制電機(jī)，還有傳感器來保持工作臺(tái)的位置和軌道。出了這些，數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床看起來極其相似。事實(shí)上，制造商們賣出和普通機(jī)床相似模型或數(shù)控系統(tǒng)。通過普通機(jī)床改裝上由第三方制造的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組件也很普遍。我們也應(yīng)該提到計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的前身叫做數(shù)字控制。數(shù)字控制機(jī)床在計(jì)算機(jī)的昂貴的計(jì)算能力的可能性成為可能性之前用的是電子控制，而不是真正意義上的計(jì)算機(jī)控制。程序被裝載在打孔碼的紙上或塑料袋上，然后把帶子送進(jìn)計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)來執(zhí)行程序。如果在程序上需要任何改動(dòng)，必須的重新打另一張帶上。相反的，今天的程序通常儲(chǔ)存在軟盤或硬盤上，程序可以很容易的在控制中或電腦工作站上修改。今天，NC 和 CNC 是同義的，盡管真正意義上的 NC 在大部分的廠里已經(jīng)很稀少。除了控制類型，用來生產(chǎn)零部件的代碼也被命名為 NC 代碼，而不是 CNC代碼。1.2 數(shù)控機(jī)床的一般類型幾乎所有用手控制的機(jī)床都可以被生產(chǎn)成數(shù)控控制機(jī)床。數(shù)控機(jī)床和普通機(jī)床共用了很多把一個(gè)機(jī)床組成機(jī)床的基礎(chǔ)組件。因此，它并不是人們認(rèn)為的那樣的跳越：電機(jī)代替手輪、位置傳感器代替測(cè)微儀、用電替代手動(dòng)開關(guān)。雖然這是一個(gè)事實(shí)對(duì)于銑床、車床，還有其他很多的機(jī)床和在工廠里的制造設(shè)備。但是，很多類型的銑床和車床依然在制造中占據(jù)優(yōu)勢(shì)。中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)( 論文)譯文3銑床：立式銑床和立式加工中心可能是我們?cè)诠S里能見到的的最多的數(shù)控機(jī)床了。它們已經(jīng)成為加工廠和小批量生產(chǎn)的主力。它們是很靈活的機(jī)床，可以很容易的加工各種類型的工件。立式數(shù)控銑床很容易裝載，并且操作者具有很好的可視性。立式數(shù)控加工中心通常被認(rèn)為是很好的、全能的機(jī)床，但是它們確實(shí)不能如此的工作。如果切屑落入切削區(qū)，它們很難被移走。那么標(biāo)準(zhǔn)的立式數(shù)控銑床和立式銑床有什么不同呢？可能只是名字，假如你把立式加工中心叫做立式銑床，沒人會(huì)給你好顏色。立式加工中心在在市場(chǎng)上更多令人懷疑，但是我們可以明顯的感覺到這兩種之間的不同。立式加工中心通常在一個(gè)床型結(jié)構(gòu)上加工，而立式數(shù)控銑床通常使用立柱和升降臺(tái)。立柱和升降臺(tái)要相對(duì)的小還要有可移動(dòng)的中空軸，標(biāo)準(zhǔn)的銑床也有立柱和升降臺(tái)。床型結(jié)構(gòu)，就像圖 1-1 所示的那樣?？梢院苋菀椎某蔀榇笮蜋C(jī)器。它們使用一個(gè)安裝固定的心軸而不是中空軸，所以體積、重量較大而不易移動(dòng)。圖 1-1 床型數(shù)控立式加工中心的剖面圖（VMC） .（Courtesy of Hass Automation）立式加工中心通常制造成三軸直線聯(lián)動(dòng)，很像一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)的銑床。但是，四軸或五軸回轉(zhuǎn)通常是增加的。傳統(tǒng)的軸可能是簡(jiǎn)單的平臺(tái)旋轉(zhuǎn)或是復(fù)雜的銑頭中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)( 論文)譯文4像圖 1-2 和 1-3 描述的那樣。圖 1-2 五軸立式銑床可以加工用其它方法不能得到的復(fù)雜的幾何形狀中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)( 論文)譯文5圖 1-3 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)可以用在四軸進(jìn)程中臥式加工中心在結(jié)構(gòu)上和傳統(tǒng)的臥式銑床相似，但是大多不同。傳統(tǒng)的臥式銑床的刀具一般固定在一個(gè)心軸上（如圖 1-4） 。數(shù)控臥式銑床很少（或偶爾可以使用）使用固定心軸加工。臥式加工中心通常像立式加工中心一樣用心軸固定刀具。事實(shí)上，一臺(tái)臥式加工中心基本上就是一臺(tái)立式加工中心傾倒 90 度。圖 1-4 臥式加工中心的剖面圖（HMC）我們可能感到疑惑， “為什么讓人費(fèi)解呢？”是的，臥式加工中心在組成和布局上有很多優(yōu)勢(shì)。首先，心軸固定在一個(gè)固定的、剛性較好的底座上。這種結(jié)構(gòu)對(duì)于大切割和高的材料切削率很理想。這又帶給我們第二個(gè)優(yōu)勢(shì)—刀具和工件都是水平固定。假如我們要去除大量的材料，那我們就會(huì)產(chǎn)生很多的切屑?？ㄔ谇邢鲄^(qū)的切屑會(huì)降低機(jī)器壽命和毀壞刀具。臥式結(jié)構(gòu)會(huì)通過重力移走這些切屑。臥式加工中心的不利方面是工件固定在一個(gè)叫做“tombstone”的水平夾具裝置上。對(duì)于較大的工件在夾緊和定位時(shí)操作者就常常就比較困難了。另一不利方面是安裝人員和操作者很難看到刀具和切削區(qū)。大多數(shù)的數(shù)控銑床都有自動(dòng)換刀裝置（ATC） ，如圖 1-5.自動(dòng)換刀裝置能是機(jī)床在無人的情況下一直循環(huán)運(yùn)行。這解放了操作者，使其可以進(jìn)行高質(zhì)量的控制，去毛刺，或同時(shí)運(yùn)行另外的機(jī)床。刀具提前安置在一個(gè)刀架上，然后存放在一個(gè)圓盤或帶上，到使用時(shí)再換出。刀具轉(zhuǎn)換時(shí)間在過程(機(jī)床加工零件中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)( 論文)譯文6的時(shí)間)中具有很重要的影響,機(jī)床制作商現(xiàn)在可以制造出在幾秒內(nèi)換刀的立式加工中心。圖 1-5 圓盤型自動(dòng)換刀裝置通過隨行夾具交換裝置，立式加工中心和臥式加工中心是可以通用的。棘爪實(shí)際上就中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)( 論文)譯文7是固定在較輕的加工臺(tái)上的可移動(dòng)的底板上。一次僅能裝載一個(gè)棘輪。棘輪系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)機(jī)床在加工工件的同時(shí)，操作者可以在同一部分的另一棘輪上安裝另一個(gè)工件。另一差別是當(dāng)?shù)谝粋€(gè)棘輪在加工第一份工作是另一棘輪可以準(zhǔn)備新的工作。這可以減少卸載工件消耗的時(shí)間，也就是機(jī)床不加工工件（不產(chǎn)生利潤(rùn)）的時(shí)間。參考文獻(xiàn)[1] 吳祖育等主編. 數(shù)控機(jī)床 第二版. 上海：上?？萍汲霭嫔?.1990[2] 畢承恩主編. 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床：上、下冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社 .1991[3] 雷學(xué)東，朱曉春編著.數(shù)控原理與系統(tǒng).南京：南京大學(xué)出版社 .1996[4] 王永章等編著 .機(jī)床的數(shù)字控制技術(shù).哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 .1995[5] 畢毓杰主編.機(jī)床數(shù)控技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1996[6] 張建剛主編.數(shù)控技術(shù).武漢：華中科技大學(xué)出版社.2000[7] 王寶成主編. 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