提高数控机床生产率的控制系统简析.pdf

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1、２０１６年１月机床与液压Ｊａｎ?２０１６第４４卷第２期ＭＡＣＨＩＮＥＴＯＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳＶｏｌ?４４Ｎｏ?２ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ?ｉｓｓｎ?１００１－３８８１?２０１６?０２?０１３提高数控机床生产率的控制系统简析１２邢预恩，要鹏飞（１?内蒙古科技大学机械学院，内蒙古包头０１４０１０；２?清华大学电机工程与应用电子技术系，北京１０００８４）摘要：介绍一种用于提高数控加工效率的新型系统。应用该系统，在加工过程中，当刀具接触工件时，刀具可从快速移动切换到工进切削工件，空切时间显著降低，从而提高数控机床的生产率

2、。关键词：控制系统；数控加工；生产率中图分类号：ＴＧ６５９文献标志码：Ｂ文章编号：１００１－３８８１（２０１６）２－０４３－３ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍｆｏｒＩｎｃｒｅａｓｉｎｇＣＮＣＭａｃｈｉｎｅＴｏｏｌＰｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ１２ＸＩＮＧＹｕｅｎ，ＹＡＯＰｅｎｇｆｅｉ（１?Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＢａｏｔｏｕＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａ０１４０１０，Ｃｈｉｎａ；２?Ｄｅｐａｒ

3、ｔｍｅｎｔｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｓｉｎｇｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｎｅｗｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｆｏｒｉｎｃｒｅａｓｉｎｇＣＮＣｍａｃｈｉｎｉｎｇｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙｗａｓｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ｉｎｔｈｅｍａｃｈｉｎｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ，ｗｈｅｎｔｈｅｃｕｔｔｉｎｇｔｏｏｌｔｏｕｃｈｅｄｔｈｅｗｏｒｋｐｉｅｃｅ，ｔｈｅｃｕｔｔｉｎｇｔｏｏｌｖｅｌｏｃｉｔｙｗａｓｓｗｉｔｃｈｅｄｆｒｏｍｑｕｉｃｋｍｏｖｅｔｏｆｅｅｄｉｎｇ．Ｓｏｅ

4、ｍｐｔｙｃｕｔｔｉｎｇｔｉｍｅｉｓｓｉｇｎｉｆｉ⁃ｃａｎｔｌｙｒｅｄｕｃｅｄ．ＴｈｅｒｅｂｙｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙｏｆＣＮＣｍａｃｈｉｎｅｔｏｏｌｓｉｓｉｎｃｒｅａｓｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｓ；ＣＮＣｍａｃｈｉｎｉｎｇ；Ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ随着我国数控机床用户不断增加，应用领域不断义好的进给速率切削工件，当刀具不接触工件时，进扩大，提高数控加工技术水平、提高机床加工效率，给速度切换到快速移动状态，在这种状态下，非生产已成为推动我国数控技术在制造业中应用与发展的重时间可以显著减少，工进

5、和快进之间的自动切换是由［４－６］要环节。数控加工技术水平的提高，不仅与数控机床刀具－工件接触信号控制。的性能和功能紧密相关，优化的数控加工工艺和数控利用高频电流产生接触信号的系统可以解决上述程序也起着相当重要的作用，而提高机床加工效率的问题。图１所示为产生刀具与工件接触信号（ＴＳ）［１－３］措施也有很多方面。文中介绍一种提高数控加工系统，高频发生器１通过导线与床身上两个点Ａ和Ｂ效率的新型控制系统，可实现缩短空切时间，当切削连接起来，电机的电压会在床身上产生涡流。当切削力减小时，增加进给速率。刀具３安装在刀架４上并接触工

6、件２时，电流回路关１刀具与工件的接触控制系统闭并重新分配电流。固定在机床上的传感器５将电流通过刀具与工件的接触控制是提高数控加工生产再分配产生最大电压。率非常有效的方法。在实际切削过程中，刀具以程序定义的进给速率切削，当刀具不与工件接触时，进给速率切换为快进。在这种情况下，极大地缩短了非切削时间。切削与快进间的自动切换通过刀具与工件接触信号（ＴＳ）控制。刀具与工件接触控制系统应用的主要问题在于选择最方便的参数，据此可以产生刀具与工件接触信号（ＴＳ）。根据试验结果的对比，在所有的信号源中，电接触方法是最合适的。如果刀具和工

7、件之间采用直接的电路连接，就需要机床上的刀具和工件与机床之图１刀具与工件接触控制系统原理图间电绝缘，很明显这不易实现。切削刀具以程序中定刀具与工件接触控制系统结构如图２所示。把它收稿日期：２０１４－０３－２１作者简介：邢预恩（１９６４—），女，硕士，教授，主要从事机械制造教学及研究工作。Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｕｅｎ?ｘｉｎｇ＠１６３?ｃｏｍ。·４４·机床与液压第４４卷安装在ＦＡＮＵＣ数控系统的数控车床中。电机１在机为０。这就意味着，如果时间间隔ｔ被设置成大于主ｄ床上产生电流并由此产生高频电磁场ｆ，与传感器２轴回转一周所需的时间

8、，那么不均匀的工件表面进入发出的原始信号ｄ成线性正比关系，原始信号经过一刀口就不会使最终的接触信号Ｄ中断。个单元形成接触信号３。信号首先通过一个具有二进最终的接触信号Ｄ在电子开关的帮助下控制着制数字输出的阈值单元（比较器），它两个可能的值数控机床的进给速度，控制是在手动进给速度倍率操“１”或“０”表示工件是否与切削工