数控工具机简介

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1、第一章數控工具機簡介一、歷史背景與簡介美國1947年美國派生公司把電子計算機應精密搪孔機共同結合，用打孔帶的操作方式來製做直升機的旋槳葉片。1952年由美國麻省理工學院試將伺服機構裝於立銑床上，經實驗成功，並由赫柏公司採用，為全世界第一台NC機器1955年六月公開的NC號形銑床，安裝於辛辛那提公司，乃泛用工作用機NC化的第一號。日本1952年十月於早稻田大學加開的第17屆自動控制研究會中，由東大教授高橋安人先生介紹報導NC銑床消息的”ScientificAmerican”雜誌，引起熱烈反應1956年東

2、工大首次發表NC工具機1957年更推出NC車床試作品。同年1957富士通株式會式首次公開展示NC車床轉塔衝孔衝床，企圖使NC商品化。1958年在大阪展覽會中，牧野銑床和富士通己推出了NC銑床本國民國62年，楊鐵公司正式推出平式NC車床67年國內聯邦電子公司把NC控制器用扵縫紉機之應用。68年，楊鐵推出綜合加工機以後，使我國工具機正式邁入NC之二大主流----NC車床與綜合加工機。69年碩誠公司亦自行開發用於工用機上。71年全友公司、工研院機械所以及心得、麗偉等公司皆相繼開發於NC工具機。6二、作動原理

3、數控機械的作動，系由數控碼資料轉換成指令而作動，數控碼又可簡單阞為二類如圖1-3所示第一類機器分立機能的個別操作命令:如起動、停止馬達轉動選擇主軸速度、更換刀具、開啟及切斷冷卻液等。 第二類數值控制資訊與切削刀具對工件的相對關係。此類資訊即尺度資訊、控制各軸的運動，這些分軸尺寸，依規定順序數控帶上出現，並轉接到控制器上的運動控制部份的適當次系統。(一)切削刀具對工作件的路徑的路徑系統路徑系統一般分三種(1)定位控制系統:(點至點控制系統)在控制上，只要求座標點位置的準確性，但對於如何到達座標點的路徑則

4、不予考慮如圖1-5所示。(2)連續行徑控制系統:(輪廓控制系統)可二軸或三軸同時控制，切削工具與工作件相接觸，沿著欲切削輪廓的座標移動，控制的重點，不提它的起點與終點，並且包括中間各點動的輪廓。(3)組合控制系統:為定位控制系統與連續控制系統的組合應用，控制軸最少能有四軸以上，通常用於加工中心機，能一次完成多種功能的控制及五面的加工。6(二)伺服驅動CNC工具機的刀座移動大部份系以DC伺服馬達，接受指令變換成的脈波數來決定機械作動部份的位移定位，且利用在單位時間內的脈波數來決定機械的移動速度。Ex工具

5、機的滾珠導螺桿和伺服馬達連接，現設滾珠螺桿的螺5㎜，伺服步進馬達每脈波轉0.9度如下圖1-9所示。三、座標系統數控工具機的座標軸系是依右手直交座標系的定義來區分右手的姆指作成猜拳的剪力，最後把中指立起來如圖1-10所示姆指X是食指Y是中指Z。6四、工具機之特性性能部分1.高剛性2.耐久性3.高轉速高馬力機械部分1.刀具的選用備有快速的換刀裝置2.刀架偶工作台的移動亦受機器本身的設角能快速確的定位3.工作的夾持力大又緊(一)NC工具機的結構數控工具機的結構分有四大部份1機械本體分有主軸頭、;床台、導引機

6、構、刀架等動要單元組合而成2驅動系統3量測系統4控制系統伺服馬達與滾珠導螺桿的結合方法有三直結式注意事項1.進給螺桿採用滾殊導螺桿，雙螺帽式，以消除齒縫2.滾珠導螺桿在強度允許範圍內愈小愈好，此能減少施加於伺服馬達的負荷慣性。3.要消除馬達心軸與導螺桿的偏心，消除方法可採用鋼片式可撓性連軸器。齒形連結式時規及皮帶連結式1.進給導螺桿採用雙螺帽滾珠螺桿以消除齒隙2.齒形研磨加工，盡量減少偏心、節距誤差、齒形誤差等3.注意齒輪或皮帶輪中心線的平行度。五、優點與缺點優點減短準備時間與費用降低製造費用適合多變

7、化高精度的設計減少刀具工具成本品質提高，檢驗費用減少生產空間減少富彈性、通融性工作者疲勞負擔減少，減少人為的誤差、增加操作的安全6製做生產快速因木預留之半成品或成品庫存量可以減少，降低積壓之準備金。缺點1.費用昂貴、購買時應考慮購買後稼動率如保?所得的能不能與成本成比例?回收如何?2.孔帶或炩片未能準備當妥當發生故障，此種機器，常失其可變性3.亦發揮NC工具機儘有效使用，仍需要小心計切劃切割刀具和操作次序。4.由於控制系統的複雜化，故保費用增加，且必須訓練電子修護人員、操作人員學習新技術。滾珠導螺桿由

8、螺桿、螺帽、回流管、鋼銖四大部份所組成如圖1-21滾珠導螺桿比傳統滾珠導螺桿具有以下優點1.使用壽命長、低摩擦2.高機械效率3.只需低動力，無噪音。4.產生較少的熱，省能源5.較高的移動速率6.無阻滯滑移效率7.高定位精度六、未來發展6CNC電腦數值控制簡稱將電腦移教到工具機的控制器內，去完成一部份或全部基本NC機能的一種數值控制。DNC直接數值控制簡稱具有強大中央處理單元來處理指令資料在電腦內儲存的程式是操作者與控制室之間產生通信的通道。CAD電腦輔助