模塊A數(shù)控機(jī)床應(yīng)用技術(shù)簡介(第三章)

1、第三章 數(shù)控機(jī)床的特點與分類第一節(jié) 數(shù)控機(jī)床的特點數(shù)控機(jī)床對零件的加工過程，是嚴(yán)格按照加工程序所規(guī)定的參數(shù)及動作執(zhí)行的。它是一種高效能自動或半自動機(jī)床，與普通機(jī)床相比，具有以下明顯特點： 第三章 數(shù)控機(jī)床的特點與分類1、適合于復(fù)雜異形零件的加工 數(shù)控機(jī)床可以完成普通機(jī)床難以完成或根本不能加工的復(fù)雜零件的加工，因此在宇航、造船、模具等加工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。2、加工精度高3、加工穩(wěn)定可靠 實現(xiàn)計算機(jī)控制，排除人為誤差，零件的加工一致性好，質(zhì)量穩(wěn)定可靠。第三章 數(shù)控機(jī)床的特點與分類4、高柔性 加工對象改變時，一般只需要更改數(shù)控程序，體現(xiàn)出很好的適應(yīng)性，可大大節(jié)省生產(chǎn)準(zhǔn)備時間。在數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)上，可以

2、組成具有更高柔性的自動化制造系統(tǒng)FMS。5、高生產(chǎn)率 數(shù)控機(jī)床本身的精度高、剛性大，可選擇有利的加工用量，生產(chǎn)率高，一般為普通機(jī)床的 35 倍，對某些復(fù)雜零件的加工，生產(chǎn)效率可以提高十幾倍甚至幾十倍。第三章 數(shù)控機(jī)床的特點與分類6、勞動條件好 機(jī)床自動化程度高，操作人員勞動強(qiáng)度大大降低，工作環(huán)境較好。7、有利于管理現(xiàn)代化 采用數(shù)控機(jī)床有利于向計算機(jī)控制與管理生產(chǎn)方面發(fā)展，為實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化創(chuàng)造了條件。第三章 數(shù)控機(jī)床的特點與分類8、投資大，使用費(fèi)用高9、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。10、維修困難 數(shù)控機(jī)床是典型的機(jī)

3、電一體化產(chǎn)品，技術(shù)含量高，對維修人員的技術(shù)要求很高。第三章 數(shù)控機(jī)床的特點與分類第二節(jié) 數(shù)控機(jī)床的分類一、按加工方式和工藝用途分類 1、普通數(shù)控機(jī)床 普通數(shù)控機(jī)床一般指在加工工藝過程中的一個工序上實現(xiàn)數(shù)字控制的自動化機(jī)床，如數(shù)控銑床、數(shù)控車床、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床與數(shù)控齒輪加工機(jī)床等。普通數(shù)控機(jī)床在自動化程度上還不夠完善，刀具的更換與零件的裝夾仍需人工來完成。 第三章 數(shù)控機(jī)床的特點與分類2、加工中心 加工中心是帶有刀庫和自動換刀裝置的數(shù)控機(jī)床，它將數(shù)控銑床、數(shù)控鏜床、數(shù)控鉆床的功能組合在一起，零件在一次裝夾后，可以將其大部分加工面進(jìn)行銑、鏜、鉆、擴(kuò)、鉸及攻螺紋等多工序加工。由于加工中心能有效地

4、避免由于多次安裝造成的定位誤差，所以它適用于產(chǎn)品更換頻繁、零件形狀復(fù)雜、精度要求高、生產(chǎn)批量不大而生產(chǎn)周期短的產(chǎn)品。 第三章 數(shù)控機(jī)床的特點與分類二、按運(yùn)動方式分類 1、點位控制數(shù)控機(jī)床如圖 1-1 所示，點位控制是指數(shù)控系統(tǒng)只控制刀具或工作臺從一點移至另一點的準(zhǔn)確定位，然后進(jìn)行定點加工，而點與點之間的路徑不需控制。采用這類控制的有數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床和數(shù)控坐標(biāo)鏜床等。第三章 數(shù)控機(jī)床的特點與分類第三章 數(shù)控機(jī)床的特點與分類2、點位直線控制數(shù)控機(jī)床 如圖 1-2 所示，點位直線控制是指數(shù)控系統(tǒng)除控制直線軌跡的起點和終點的準(zhǔn)確定位外，還要控制在這兩點之間以指定的進(jìn)給速度進(jìn)行直線切削。采用這類控制的

5、有數(shù)控銑床、數(shù)控車床和數(shù)控磨床等。 第三章 數(shù)控機(jī)床的特點與分類3、輪廓控制數(shù)控機(jī)床 亦稱連續(xù)軌跡控制，如圖 1-3 所示，能夠連續(xù)控制兩個或兩個以上坐標(biāo)方向的聯(lián)合運(yùn)動。為了使刀具按規(guī)定的軌跡加工工件的曲線輪廓，數(shù)控裝置具有插補(bǔ)運(yùn)算的功能，使刀具的運(yùn)動軌跡以最小的誤差逼近規(guī)定的輪廓曲線，并協(xié)調(diào)各坐標(biāo)方向的運(yùn)動速度，以便在切削過程中始終保持規(guī)定的進(jìn)給速度。采用這類控制的有數(shù)控銑床、數(shù)控車床、數(shù)控磨床和加工中心等。第三章 數(shù)控機(jī)床的特點與分類第三章 數(shù)控機(jī)床的特點與分類三、按控制方式分類 1、開環(huán)控制系統(tǒng) 開環(huán)控制系統(tǒng)是指不帶反饋裝置的控制系統(tǒng)，由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動線路和步進(jìn)電機(jī)組成，如圖 1-4 所示

6、。數(shù)控裝置經(jīng)過控制運(yùn)算發(fā)出脈沖信號，每一脈沖信號使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動一定的角度，通過滾珠絲杠推動工作臺移動一定的距離。這種伺服機(jī)構(gòu)比較簡單，工作穩(wěn)定，容易掌握使用，但精度和速度的提高受到限制。 第三章 數(shù)控機(jī)床的特點與分類第三章 數(shù)控機(jī)床的特點與分類2、半閉環(huán)控制系統(tǒng) 如圖 1-5 所示，半閉環(huán)控制系統(tǒng)是在開環(huán)控制系統(tǒng)的伺服機(jī)構(gòu)中裝有角位移檢測裝置，通過檢測伺服機(jī)構(gòu)的滾珠絲杠轉(zhuǎn)角間接檢測移動部件的位移，然后反饋到數(shù)控裝置的比較器中，與輸入原指令位移值進(jìn)行比較，用比較后的差值進(jìn)行控制，使移動部件補(bǔ)充位移，直到差值消除為止的控制系統(tǒng)。 這種伺服機(jī)構(gòu)所能達(dá)到的精度、速度和動態(tài)特性優(yōu)于開環(huán)伺服機(jī)構(gòu)，為大多數(shù)

7、中小型數(shù)控機(jī)床所采用。 第三章 數(shù)控機(jī)床的特點與分類3、閉環(huán)控制系統(tǒng) 如圖 1-6 所示，閉環(huán)控制系統(tǒng)是在機(jī)床移動部件位置上直接裝有直線位置檢測裝置，將檢測到的實際位移反饋到數(shù)控裝置的比較器中，與輸入的原指令位移值進(jìn)行比較，用比較后的差值控制移動部件作補(bǔ)充位移，直到差值消除時才停止移動，達(dá)到精確定位的控制系統(tǒng)。 閉環(huán)控制系統(tǒng)的定位精度高于半閉環(huán)控制，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，調(diào)試維修的難度較大，常用于高精度和大型數(shù)控機(jī)床。 第三章 數(shù)控機(jī)床的特點與分類第三章 數(shù)控機(jī)床的特點與分類四、按聯(lián)動軸數(shù)分類 數(shù)控系統(tǒng)控制幾個坐標(biāo)軸按需要的函數(shù)關(guān)系同時協(xié)調(diào)運(yùn)動，稱為坐標(biāo)聯(lián)動，按照聯(lián)動軸數(shù)可以分為： 第三章 數(shù)控機(jī)床的特點與分類1、兩軸聯(lián)動 數(shù)控機(jī)床能同時控制兩個坐標(biāo)軸聯(lián)動，適于數(shù)控車床加工旋轉(zhuǎn)曲面或數(shù)控銑床銑削平面輪廓。 2、兩軸半聯(lián)動 在兩軸的基礎(chǔ)上增加了Z軸的移動，當(dāng)機(jī)床坐標(biāo)系的X、Y軸固定時，Z軸可以作周期性進(jìn)給。兩軸半聯(lián)動加工可以實現(xiàn)分層加工。 第三章 數(shù)控機(jī)床的特點與分類3、三軸聯(lián)動 數(shù)控機(jī)床能同時控制三個坐標(biāo)軸的聯(lián)動，用于一般曲面的加工，一般的型腔模具均可以用三軸加工完成。 4、多坐標(biāo)聯(lián)動 數(shù)控機(jī)床能同時控