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数控雕刻机高速高精度控制技术的分析

作者: 发布时间:2020-03-02 17:07:58点击:7098

在科学技术发展速度极快的当今社会,数控雕刻机逐渐进入公众视野,并被广泛应用于各相关行业。文章以高速、高精度的数控雕刻机为核心,首先从特点和发展现状两个方面对其加以概述,然后又通过理论与实际相结合的方式对数控雕刻机的控制技术进行了科学、系统的分析。CNC系统的出现是社会发展的必然结果,作为集自动控制、机械制造、信息处理、计算机等诸多技术为一体的现金制造技术,CNC系统现阶段已经成为了数控机床的核心与基础。随着CNC系统的快速发展与应用,高速、高精度数控机械逐渐取代普通机械的位置,成为形成生产力的主体。

本文就以CNC系统为主题展开讨论。

一、高速高精度数控雕刻机概述

(一)特点

,高速、高机动数控雕刻机拥有较高的自动化程度,具体表现在:各个雕刻环节均是数控雕刻机自动完成的。

第二,高速、高机动数控雕刻机的基本功能包括钻铣功能,也就是说,数控雕刻机可以用来加工小模具、钻孔和切边。

第三,高速、高机动数控雕刻机的雕刻成品与普通雕刻机相比拥有更加的尺寸精度。这主要是因为数控雕刻的全过程均是由计算机所控制的,因此,无论是表面质量还是精度,都与之前相比有了明显的提高。

第四,高速、高机动数控雕刻机的出现和应用,在一定程度上起到了扩展雕刻领域的效果。只需要对控制程序进行更改,数控雕刻机就能够完成对各种曲面、浮雕的雕刻。另外,数控雕刻机还支持对各种刀具的应用,这对雕刻质量和效率的提高是非常有益的。

(二)发展现状

一方面,高速、高机动数控雕刻机所应用的CAM/CAD软件,绝大多数都具备对记录刀具路径数据的不同格式文件进行接收的能力,输出格式则涵盖了通用机械所应用的AM/CADC软件。另一方面,现阶段,被应用在高速、高机动数控雕刻机内部的数控装置,主要可以概括为以下三种类型:其一,PIC控制器;其二,单片机控制器;其三,DPS控制器。其中,处理功能较强的控制器为单片机控制器,处理速度较快的控制器为DPS控制器。

二、高速高精度数控雕刻机技术的具体分析

(一)数控雕刻机系统构成数控雕刻系统主要由两个部分构成,分别是软件和硬件。软件的构成同样分为两个方面,即设计排版、雕刻控制软件,后者作为软件核心,最主要的作用是对雕刻工作进行协调与控制;硬件的构成要素包括雕刻机主机、控制计算机、加工道具、雕刻机控制柜和辅助工具,共五个部分,核心为计算机[1]。下面分别以构成软件与硬件的各部分具有的功能为核心,展开详细叙述。

1.软件功能

其一,作为CAM/CAD系统,设计排版软件的功能主要是对文字和图形进行设计、编辑、排版,并自动生成相应的数控雕刻程序。

其二,作为CNC系统,雕刻控制软件的功能主要是对数控雕刻数据(雕刻程序)进行读入,并在此基础上完成向雕刻控制命令的转化。

2.硬件功能

其一,雕刻机主机。对作为系统加工主体而存在的雕刻机主机而言,它的工作主要是轮廓铣削、图形雕刻等。

其二,控制计算机。应用在高速、高精度数控雕刻机系统中的控制计算机,通常为普通PC机,用以对文字、图形进行设计、编辑与排版。

其三,加工刀具。加工刀具通常被夹在雕刻机的主轴上,用来对具体的切削任务进行完成。

其四,数控雕刻机控制柜。作为对雕刻机主机运动轴进行驱动的部分,雕刻机控制柜的功能主要是对计算机控制信息进行转化,使其成为能够对X、Y、Z轴进行同步驱动的功率信号,再通过对雕刻机主机三轴进行控制的方式,完成各项运动。除此之外,雕刻机控制柜还能够对雕刻头所对应的高速电机加以控制。其五,辅助工具。以装夹夹具为代表的辅助工具,最突出的功能是完成雕刻装夹任务。