數(shù)控機(jī)床的工作原理和組成結(jié)構(gòu)

1、2021/3/111 數(shù)控機(jī)床的組成和工作原理 2021/3/112 2 數(shù)控機(jī)床的介紹 數(shù)控機(jī)床是數(shù)字控制機(jī)床（Computer numerical control machine tools）的簡稱，是一種裝有程序 控制系統(tǒng)的自動化機(jī)床。該控制系統(tǒng)能夠處理具 有控制編碼的程序，并將其譯碼，通過信息載體 輸入數(shù)控裝置。經(jīng)運算處理由數(shù)控裝置發(fā)出各種 控制信號，控制機(jī)床的動作，按圖紙要求的形狀 和尺寸，自動地將零件加工出來。數(shù)控機(jī)床較好 地解決了復(fù)雜、精密、小批量、多品種的零件加 工問題，是一種柔性的、高效能的自動化機(jī)床， 代表了現(xiàn)代機(jī)床控制技術(shù)的發(fā)展方向，是一種典 型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。 202

2、1/3/113 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu) 數(shù)控機(jī)床主要由控制介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)和機(jī)床本 體四個部分組成 數(shù)控機(jī)床的加工過程 2021/3/114 控 制 介 質(zhì) 控制介質(zhì)就是人們控制數(shù)控機(jī)床的中間媒介，即程 序載體。 在使用數(shù)控機(jī)床之前先要根據(jù)零件圖和技術(shù)要求， 將加工時刀具相對于工件的位置，相對運動軌跡， 工藝參數(shù)，輔助運動等全部動作及順序，按規(guī)定的 格式和代碼編寫出工件的加工程序，并存儲在一種 載體上，如穿孔紙帶、磁帶、軟磁盤等。 2021/3/115 數(shù) 控 裝 置 數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的核心，其功能是接受輸入的 加工信息，經(jīng)過數(shù)控裝置的系統(tǒng)軟件和邏輯電路進(jìn) 行譯碼、運算和邏輯處理，向伺服系統(tǒng)發(fā)

3、出相應(yīng)的 脈沖，并通過伺服系統(tǒng)控制機(jī)床運動部件按加工程 序指令運動。 2021/3/116 伺 服 系 統(tǒng) 伺服系統(tǒng)是數(shù)控系統(tǒng)的一個重要組成部分，它將數(shù)控裝置送來 的脈沖運動指令信息進(jìn)行放大，它相當(dāng)于手工操作人員的手， 驅(qū)動機(jī)床的移動部件（刀架或工作臺）按規(guī)定的軌跡和速度移 動或精確定位，加工出符合圖樣要求的工件。伺服系統(tǒng)由 伺服驅(qū)動電路、功率放大電路、伺服驅(qū)動裝置（電 機(jī)）等組成，并與機(jī)床上執(zhí)行部件和機(jī)械傳動部件 組成數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)。 每個作進(jìn)給運動的執(zhí)行部件，都配有一套伺服驅(qū)動 系統(tǒng)。 2021/3/117 機(jī) 床 本 體 數(shù)控系統(tǒng)的控制對象，是實現(xiàn)加工零件的執(zhí)行部 件。 組成：由主運

4、動部件（主軸、主運動傳動機(jī)構(gòu)）、 進(jìn)給運動部件（工作臺、拖板及相應(yīng)的傳動機(jī) 構(gòu)）、支承件（立柱、床身等）以及特殊裝置 （工件自動交換系統(tǒng)、自動工作臺交換APC系 統(tǒng)、自動刀具交換ATC系統(tǒng)）和輔助裝置（如冷 卻、潤滑、排屑、轉(zhuǎn)位和夾緊裝置等）。 2021/3/118 數(shù)控機(jī)床的工作原理 2021/3/119 數(shù)值計算 程 序 校 核 工藝分析制備控制介質(zhì) 編程序清單 零件 圖紙 輸入裝置 工 作 臺 數(shù)控裝置 輸出裝置 伺服機(jī)構(gòu) 毛坯 工件 編程部分機(jī)床控制部分 數(shù)控機(jī)床是最典型的數(shù)控設(shè)備,為了解數(shù)控機(jī)床的組成,首先必須了解數(shù)控機(jī) 床零件的工作過程,在數(shù)控機(jī)床上為了進(jìn)行加工零件,可以通過如下步

5、驟進(jìn)行: 2021/3/1110 數(shù) 控 機(jī) 床 的 特 點 1.適應(yīng)性強(qiáng) 由于數(shù)控機(jī)床能實現(xiàn)多個坐標(biāo)的聯(lián)動，所以數(shù)控機(jī) 床能完成復(fù)雜型面的加工，特別是對于可用數(shù)學(xué)方 程式和坐標(biāo)點表示的形狀復(fù)雜的零件，加工非常方 便。當(dāng)改變加工零件時，數(shù)控機(jī)床只需更換零件加 工的NC程序，不必用凸輪、靠模、樣板或其他模具 等專用工藝裝備，且可采用成組技術(shù)的成套夾具。 因此，生產(chǎn)準(zhǔn)備 周期短，有利于機(jī)械產(chǎn)品的迅速更 新?lián)Q代。所以，數(shù)控機(jī)床的適應(yīng)性非常強(qiáng)。 2021/3/1111 2.加工質(zhì)量穩(wěn)定 對于同一批零件，由于使用同一機(jī)床和 刀具及同一加工程序，刀具的運動軌跡完全相同，并且 數(shù)控機(jī)床是根據(jù)數(shù)控程序?qū)崿F(xiàn)計算

6、機(jī)控制自動進(jìn)行加工， 可以 避免人為的誤差，這就保證了零件加工的一致性好， 且質(zhì)量穩(wěn)定可靠。 3.生產(chǎn)效率高 數(shù)控機(jī)床本身的精度高、剛性大，可以采 用較大的切削用量，有效地節(jié)省了機(jī)動工時。它還有自 動換速、自動換刀和其他輔助操作自動化等功能，使輔 助時間 大為縮短，而且無需工序間的檢驗與測量，所以 比普通一般來說，數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn) 能力約為普通機(jī)床的 3倍，甚至更高。數(shù)控機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速及進(jìn)給范圍都比 普通機(jī)床大。目前數(shù)控機(jī)床的最高進(jìn)給速度可達(dá)到 100m/min以上，最小分辨率達(dá)0.01um。 2021/3/1112 4.加工精度高 數(shù)控機(jī)床有較高的加工精度，一般在0.005- 0.1mm之間，

7、定位精度普遍可達(dá)到0.03mm，重復(fù) 定位精度為0.01mm。數(shù)控機(jī)床的加工精度不受零 件復(fù)雜程度的 影響，機(jī)床傳動鏈的反向齒輪間隙 和絲杠的螺距誤差等都可以通過數(shù)控裝置自動進(jìn) 行補(bǔ)償，其定位精度比較高。同時還可以利用數(shù) 控軟件進(jìn)行精度校正和補(bǔ)償。 5.工序集中，一機(jī)多用數(shù)控機(jī)床，特別是帶自動換刀刀架、 刀庫的數(shù)控加工中心，在一次裝夾的情況下，幾乎可以完 成零件的全部加工工序，一臺數(shù)控機(jī)床可以代替數(shù)臺普通 機(jī)床。 這樣可以減少裝夾誤差，節(jié)約工序之間的中間環(huán)節(jié)， 如半成品的中間檢測、暫存、 搬運和裝夾等輔助時間，還 可以節(jié)省機(jī)床、車間的占地面積，帶來較高的經(jīng)濟(jì)效益。 2021/3/1113 6.生產(chǎn)準(zhǔn)備工作復(fù)雜 由于整個加工過程采用程序控制，數(shù)控加工的前期準(zhǔn)備工作 較為復(fù)雜，包含工藝確定、程序編制等。 7.投資大，維修困難 數(shù)控機(jī)床是一種高度自動化機(jī)床，必須配有數(shù)控裝置或電子 計算機(jī)，機(jī)床加工精度因受切削用量大、連續(xù)加工發(fā)熱多等 影響，使其設(shè)計要求比普通機(jī)床更加嚴(yán)格，