數(shù)控加工基礎(chǔ)第一章課件

1、數(shù)控加工(ji gng)基礎(chǔ)共四十五頁第一章 數(shù)控機床(sh kn j chun)基礎(chǔ)知識 11 數(shù)控與數(shù)控機床12 數(shù)控機床的分類和常見數(shù)控機床簡介(jin ji)13 數(shù)控機床的加工特點共四十五頁一、數(shù)控與數(shù)控機床(sh kn j chun)的概念二、數(shù)控機床的組成三、數(shù)控機床的工作原理四、數(shù)控機床的坐標系11 數(shù)控與數(shù)控機床(sh kn j chun) 共四十五頁一、數(shù)控與數(shù)控機床(sh kn j chun)的概念 數(shù)控數(shù)字控制（Numerical Control，簡稱NC），是20世紀中期發(fā)展起來的一種自動控制技術(shù)，是用數(shù)字化信號進行(jnxng)控制的一種方法。 數(shù)控機床（Numer

2、ical Control Tool）是用數(shù)字化信號對機床的運動及其加工過程進行控制的機床，或者說是裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機床。共四十五頁二、數(shù)控機床(sh kn j chun)的組成 控制介質(zhì) 數(shù)控裝置 伺服機構(gòu) 輔助控制裝置 檢測(jin c)裝置 機床本體 共四十五頁共四十五頁 控制介質(zhì)將零件(ln jin)加工信息傳送到數(shù)控裝置去的程序載體。1控制(kngzh)介質(zhì)移動硬盤 U盤 磁盤 共四十五頁 數(shù)控裝置數(shù)控機床的核心。它由輸入裝置（如鍵盤）、控制運算器和輸出裝置（如顯示器）等構(gòu)成。 接受控制介質(zhì)上的數(shù)字化信息，經(jīng)過控制軟件或邏輯電路進行編譯、運算和邏輯處理后，輸出各種信號和指令，控制機床的

3、各個部分，進行規(guī)定(gudng)的、有序的運動。2數(shù)控裝置(zhungzh)共四十五頁 伺服機構(gòu)數(shù)控機床的執(zhí)行機構(gòu)，由驅(qū)動和執(zhí)行兩大部分組成。它接受數(shù)控裝置的指令信息，并按指令信息的要求(yoqi)控制執(zhí)行部件的進給速度、方向和位移。 脈沖當(dāng)量每一脈沖使機床移動部件產(chǎn)生的位移量。常用的脈沖當(dāng)量為0.001mm0.01mm。3伺服機構(gòu) 常用的位移(wiy)執(zhí)行機構(gòu)有功率步進電動機、直流伺服電動機、交流伺服電動機。伺服電動機 驅(qū)動裝置 共四十五頁 輔助控制裝置介于數(shù)控裝置和機床機械、液壓部件之間的強電控制裝置。 作用：接受數(shù)控裝置輸出的主運動變速、刀具選擇(xunz)和交換、輔助動作等指令信息，經(jīng)

4、過必要的編譯、邏輯判斷、功率放大后，直接驅(qū)動相應(yīng)的電氣、液壓和機械部件，以完成各種規(guī)定的動作。4輔助(fzh)控制裝置可編程控制器（PLC） 共四十五頁 作用：檢測數(shù)控機床(jchung)各個坐標軸的實際位移量，經(jīng)反饋系統(tǒng)輸入到機床(jchung)的數(shù)控裝置中。數(shù)控裝置將反饋回來的實際位移量與設(shè)定值進行比較，控制伺服機構(gòu)按指令設(shè)定值運動。 常用檢測元件：直線光柵、光電編碼器、圓光柵、絕對編碼尺等。 5檢測反饋(fnku)裝置直線光柵 光電編碼器 共四十五頁 機床本體數(shù)控機床的主體(zht)，用于完成各種切削加工的機械部分，包括主運動部件、進給運動執(zhí)行部件（如工作臺、滑板及其傳動部件）和床身、立

5、柱、支承部件等。 6機床(jchung)本體共四十五頁三、數(shù)控機床(sh kn j chun)的工作原理共四十五頁四、 數(shù)控機床(sh kn j chun)的坐標系1機床(jchung)坐標系 （1）機床相對運動的規(guī)定：工件靜止，刀具運動。 （2）機床坐標系的規(guī)定：確定機床上運動的位移和運動的方向，該坐標系也稱為標準坐標系。 立式數(shù)控銑床 共四十五頁右手(yushu)笛卡爾直角坐標系： 共四十五頁 （3）運動方向的規(guī)定：將增大刀具(doj)與工件距離的方向確定為各坐標軸的正方向 共四十五頁（4）坐標軸方向(fngxing)的確定 Z坐標運動方向(fngxing)是由傳遞切削動力的主軸所決定，即

6、平行于主軸軸線的坐標軸即為Z坐標，Z坐標的正向為刀具離開工件的方向。 機床有幾個主軸，則選一個垂直于工件裝夾平面的主軸方向； 主軸能夠擺動，則選垂直于工件裝夾平面的方向； 機床無主軸，則選垂直于工件裝夾平面的方向。 共四十五頁 X坐標(zubio)平行于工件的裝夾平面，一般在水平面內(nèi)。 1）工件旋轉(zhuǎn)(xunzhun)運動，則刀具離開工件的方向為X坐標的正方向。 2）刀具做旋轉(zhuǎn)運動，分兩種情況： Z坐標水平時，觀察者沿刀具主軸向工件看時，+X運動方向指向右方；Z坐標垂直時，觀察者面對刀具主軸向立柱看時，+X運動方向指向右方。共四十五頁 Y坐標在確定X、Z坐標的正方向后，按照右手(yushu)直角

7、坐標系來確定Y坐標的方向。 共四十五頁數(shù)控銑床工作臺的移動數(shù)控車床坐標軸的移動共四十五頁機床原點也稱機床零點，即機床坐標系的原點，是指在機床上設(shè)置的一個固定點，它在機床裝配、調(diào)試時就已確定下來，是數(shù)控機床進行加工運動的基準參考點。 數(shù)控車床的機床原點一般設(shè)在卡盤端面與主軸中心線的交點處。 數(shù)控銑床的原點一般設(shè)在X、Y、Z坐標的正方向極限(jxin)位置上。（5）機床(jchung)原點共四十五頁數(shù)控車床的機床(jchung)原點 數(shù)控銑床的機床(jchung)原點 共四十五頁（6）機床(jchung)參考點 機床參考點用于對機床運動(yndng)進行檢測和控制的固定位置點。數(shù)控車床的參考點與機

8、床原點 數(shù)控銑床：機床原點和機床參考點是重合的。 數(shù)控車床：機床參考點是離機床原點最遠的極限點。 共四十五頁數(shù)控銑床機床回零數(shù)控車床機床回零共四十五頁 編程坐標系也稱工件坐標系，是編程人員根據(jù)零件 圖樣及加工工藝等建立的坐標系。 編程原點：選擇在零件的設(shè)計基準或工藝基準上。 各軸的方向：與所使用(shyng)的數(shù)控機床相應(yīng)坐標軸方向一致。 2編程坐標系共四十五頁3對刀點和刀位點 對刀點數(shù)控加工中刀具相對(xingdu)工件運動的起點，程序也從該點開始執(zhí)行，也稱為起刀點或程序起點。車削(ch xu)零件的對刀點對刀點選擇原則： 找正容易 編程方便 對刀誤差小 加工時檢查方便、可靠共四十五頁刀位點

9、刀具(doj)的定位基準點。鉆頭(zun tu)的刀位點車刀的刀位點圓柱銑刀的刀位點球頭銑刀的刀位點共四十五頁12 數(shù)控機床的分類(fn li)和常見數(shù)控機床簡介一、數(shù)控機床(sh kn j chun)的分類二、常見數(shù)控機床簡介共四十五頁一、數(shù)控機床(sh kn j chun)的分類1按控制(kngzh)運動的方式分類 （1）點位控制數(shù)控機床 只控制從一點到另一點位置的精確定位，而不控制移動軌跡，在移動和定位過程中不進行任何加工?？刂七\動的方式共四十五頁（2）直線控制數(shù)控機床(sh kn j chun) 機床移動部件不僅要實現(xiàn)由一個位置到另一個位置的精確定位，而且要控制工作臺以給定的速度，沿平

10、行坐標軸方向進行直線切削加工運動。 主要有： 簡易數(shù)控車床 數(shù)控磨床 數(shù)控鏜銑床共四十五頁（3）輪廓(lnku)控制數(shù)控機床 對兩個或兩個以上坐標軸同時進行控制。它不僅要控制機床移動部件的起點和終點，而且要控制加工過程中每一點的速度、方向和位移量，運動軌跡是任意的直線、圓弧、螺旋線等。 主要有： 數(shù)控車床 數(shù)控銑床 加工中心共四十五頁2按伺服系統(tǒng)的特點(tdin)分類（1）開環(huán)控制數(shù)控機床 控制系統(tǒng)不帶反饋裝置。數(shù)控裝置發(fā)出的脈沖指令通過步進驅(qū)動電路，使步進電動機轉(zhuǎn)過相應(yīng)的步距角，再經(jīng)過傳動系統(tǒng)帶動(didng)工作臺或刀架移動。 共四十五頁（2）閉環(huán)控制數(shù)控機床(sh kn j chun)

11、在機床移動部件上直接安裝直線位移檢測裝置(zhungzh)，將測量的實際位移值反饋到數(shù)控裝置(zhungzh)中，與輸入的指令位移值進行比較，用比較的差值對機床進行控制，直至差值消除為止，使移動部件按照實際需要的位移量運動。 共四十五頁（3）半閉環(huán)控制數(shù)控機床(sh kn j chun) 在伺服電動機的軸或數(shù)控機床的傳動絲杠上裝有角度檢測裝置，通過檢測絲杠的轉(zhuǎn)角間接地檢測移動部件的實際位移，然后(rnhu)反饋到數(shù)控裝置中去，與輸入的指令位移值進行比較，用比較的差值對機床進行控制。 共四十五頁3按數(shù)控機床(sh kn j chun)的性能分類（1）低檔(ddng)數(shù)控機床（2）中檔數(shù)控機床（3

12、）高檔數(shù)控機床共四十五頁二、常見(chn jin)數(shù)控機床簡介1數(shù)控車床 數(shù)控車床具有兩軸聯(lián)動功能，Z軸是與主軸方向(fngxing)平行的運動軸，X軸是在水平面內(nèi)與主軸方向垂直的運動軸。共四十五頁2數(shù)控銑床 數(shù)控銑床適于加工(ji gng)三維復(fù)雜曲面，在汽車、航空航天、模具等行業(yè)被廣泛采用,可分為數(shù)控立式銑床、數(shù)控臥式銑床、數(shù)控仿形銑床等。 共四十五頁3加工(ji gng)中心 數(shù)控加工中心具有自動(zdng)刀具交換裝置，并能進行多種工序加工的數(shù)控機床。共四十五頁4數(shù)控磨床(mchung) 數(shù)控磨床主要用于加工高硬度、高精度表面(biomin)?？煞譃閿?shù)控平面磨床、數(shù)控內(nèi)圓磨床、數(shù)控輪廓

13、磨床等。共四十五頁5數(shù)控鉆床(zun chung) 數(shù)控鉆床主要具備鉆孔、攻螺紋等功能，同時(tngsh)也具備簡單的銑削功能，刀庫可存放多種刀具,可分為數(shù)控立式鉆床和數(shù)控臥式鉆床。共四十五頁6 數(shù)控電火花成形(chn xn)機床 數(shù)控電火花成形機床利用兩個不同極性的電極在絕緣液體中產(chǎn)生(chnshng)放電現(xiàn)象，去除材料進而完成加工。共四十五頁7數(shù)控線切割機床(jchung) 數(shù)控線切割機床(jchung)工作原理同電火花成形機床，其電極是電極絲，加工液一般采用去離子水。共四十五頁13 數(shù)控機床的加工(ji gng)特點 一、加工精度高二、對加工對象(duxing)的適應(yīng)性強三、自動化程度高

14、四、生產(chǎn)效率高五、良好的經(jīng)濟效益六、有利于現(xiàn)代化管理共四十五頁思考(sko)與練習(xí)1. 簡述數(shù)控、數(shù)控機床的概念(ginin)。2. 數(shù)控機床由哪些部分組成？各有什么作用？3. 簡述數(shù)控機床的工作過程。4. 數(shù)控機床的X、Y、Z坐標軸及其正方向是如何規(guī)定的？5. 數(shù)控機床的機床原點、編程原點、參考點有什么區(qū)別？6. 點位控制、直線控制、輪廓控制數(shù)控機床各有何特點？7. 開環(huán)、閉環(huán)、半閉環(huán)控制數(shù)控機床各有何特點？8. 數(shù)控機床的加工特點是什么？共四十五頁內(nèi)容摘要數(shù)控加工基礎(chǔ)。它接受數(shù)控裝置的指令信息，并按指令信息的要求控制執(zhí)行部件的進給速度、方向和位移。作用：檢測數(shù)控機床各個坐標軸的實際位移量，經(jīng)反饋系統(tǒng)輸入到機床的數(shù)控裝置中。（3）運動方向的規(guī)定：將增大刀具與工