數(shù)控機床的組成和分類

*1第一節(jié)

機床數(shù)控技術的基本概念第二節(jié)

數(shù)控機床的組成和分類第三節(jié)

數(shù)控機床的特點及適用范圍*2

數(shù)控車床*3數(shù)空機床的組成*4數(shù)控銑床*5

*6加工中心*7

*8加工中心*9

*10車床的內部結構*11*12操作面板*13伺服驅動器*14第一節(jié)節(jié)機機床數(shù)數(shù)控技技術的的基本本概念念一概概述數(shù)控技技術是是解決機機械加加工問問題的的計算算機控控制技術。數(shù)字控控制(簡稱數(shù)數(shù)控NumericalControl)：以數(shù)字字指令令方式式控制制機床床各部部件的的相對對運動動和動動作。。數(shù)控機機床：：采用計計算機機控制制加工工運動動的機機床。。數(shù)控系系統(tǒng)組組成：：數(shù)控控裝置置、可可編程程序控控制器器主軸軸驅動動及進進給裝裝置等等部分分。數(shù)控機機床是是機、、電、、液、、氣、、光高高度一一體化化的產產品。。數(shù)控加加工過過程如如下圖圖：*15數(shù)控加加工與與傳統(tǒng)統(tǒng)加工工比較較*16二、數(shù)數(shù)控機機床的的工作作流程程數(shù)控機機床根根據所所輸入入的數(shù)數(shù)控加加工程程序(NC程序)，控制制機床床部件件的運運動形形成零零件加加工輪輪廓，，從而而滿足足零件件形狀狀的要要求。。機床的的數(shù)字字控制制是由由數(shù)控控系統(tǒng)統(tǒng)完成成的。工作流流程：：1.數(shù)控加加工程程序的的編制制零件加加工前前，首首先根根據被被加工工零件件圖樣樣所規(guī)規(guī)定的的零件件形狀狀、尺尺寸、、材料料及技技術要要求等等，確確定零零件的的工藝藝過程程、工工藝參參數(shù)、、幾何何參數(shù)數(shù)以及及切削削用量量等，，然后后根據據數(shù)控控機床床編程程手冊冊規(guī)定定的代代碼和和程序序格式式編寫寫零件件加工工程序序單。。早期的的數(shù)控控機床床還需需將零零件加加工程程序清清單由由穿孔孔機制制成穿穿孔帶帶以備備加工工零件件用。。較簡單單的零零件，，采用用手工工編程程；形狀復復雜的的零件件，用用自動動編程程。2.輸入*17輸入的的任務務：把把零件件程序序、控控制參參數(shù)和和補償償數(shù)據據輸入入到數(shù)數(shù)控裝裝置中中去。。輸入的的方法法：因因輸入入設備備而異異，有有紙帶帶閱讀讀機輸輸入、、鍵盤盤輸入入、磁磁帶和和磁盤盤輸入入以及及通信信方式式輸入入。輸人工工作方方式：：(1)邊輸入入邊加加工，，即在在前一一個程程序段段加工工時，，輸入入后一一個程程序段段的內內容；；(2)一次性性地將將整個個零件件加工工程序序輸人人到數(shù)數(shù)控裝裝置的的內部部存儲儲器中中，加加工時時再把把一個個個程程序段段從存存儲器器中調調用進進行處處理。。3.譯碼數(shù)控程程序包包含零零件輪輪廓信信息(如直線線、圓圓弧、、線段段的起起點和和終點點等)、加工工進給給速度度(F代碼)等，加加工工工藝信信息和和其它它輸助助信息息(M、S、T代碼等等)。數(shù)控控程序序是一一種簡簡化的的代碼碼程序序，不不是計計算機機通用用語言言，即即不是是C、VB等。譯譯碼就就是按按照一一定的的對應應規(guī)則則將上上述信信息轉轉化成成計算算機能能夠識識別的的通用用數(shù)據據形式式，并并按一一定的的數(shù)據據格式式存放放在指指定的的內存存專用用區(qū)域域。在譯碼碼過程程中對對程序序段還還要進進行語語法檢檢查，，有錯錯則立立即報報警。。4.刀具補補償零件加加工程程序通通常是是按零零件輪輪廓軌軌跡編編制的的。*18刀具補補償?shù)牡淖饔糜茫喊寻蚜慵喞壽E跡轉換換成刀刀具中中心軌軌跡運運動，，加工工出所所要求求的零零件輪輪廓。。刀具補補償：：刀具具半徑徑補償償和刀刀具長長度補補償。。5.插補插補是是判斷斷位置置或選選擇進進給增增量的的計算算方法法。插補的的目的的是控控制加加工運運動的的大小小和方方向，，使刀刀具運運動軌軌跡近近似于于工件件零件件輪廓廓軌跡跡。插補的的作用用是根根據曲曲線方方程和和當前前坐標標，計計算下下一點點坐標標，在在起、、終點點之間間進行行“數(shù)數(shù)據點點的密密化””，計計算出出一系系列刀刀具軌軌跡坐坐標點點。一一次插插補計計算，，形成成一個個個微微小的的進給給直線線數(shù)據據段。。數(shù)控裝裝置根根據輸輸入零零件輪輪廓數(shù)數(shù)據，，通過過插補補計算算刀具具運動動軌跡跡數(shù)據據，一一邊計計算一一邊根根據計計算結結果向向各坐坐標軸軸發(fā)出出運動動指令令，使使機床床在相相應的的坐標標方向向上移移動一一個單單位位位移量量，將將工件件加工工成所所需的的輪廓廓形狀狀。*196.位置控控制和和機床床加工工位置控控制是是以位位置為為控制制對象象的控控制。。插補補是一一種位位置控控制方方法，，以位位置為為唯一一的控控制目目標，，不能能同時時控制制速度度、加加速度度，運運動是是位置置誤差差的反反射，，缺乏乏統(tǒng)一一規(guī)劃劃，容容易產產生沖沖擊。。位置置控控制制的的任任務務是是在在每每個個采采樣樣周周期期內內，，將將插插補補計計算算出出的的指指令令位位置置與與實實際際反反饋饋位位置置相相比比較較，，用用其其差差值值去去驅驅動動伺伺服服電電動動機機，，電電動動機機使使機機床床的的運運動動部部件件帶帶動動刀刀具具相相對對于于工工件件按按規(guī)規(guī)定定的的軌軌跡跡和和速速度度進進行行加加工工。。*20第二二節(jié)節(jié)數(shù)數(shù)控控機機床床的的組組成成和和分分類類一、、數(shù)數(shù)控控機機床床的的組組成成數(shù)控控機機床床是是以以計計算算機機數(shù)值值控控制制技技術術控控制制的的機機床床。一般般由由輸輸入入輸輸出出設設備備、、數(shù)數(shù)控控裝裝置置、、伺伺服服系系統(tǒng)統(tǒng)、、測測量量反反饋饋裝裝置置和和機機床床本本體體組組成成。。數(shù)控控機機床床的的組組成成框框圖圖*21數(shù)控控機機床床是是電電動動機機、、絲絲桿桿螺螺母母和和控控制制器器的的組組合合*22控制制器器組組合合*231．輸輸入入輸輸出出設設備備輸入入輸輸出出設設備備主主要要實實現(xiàn)現(xiàn)程程序序編編制制、、程程序序和和數(shù)數(shù)據據的的輸輸入入以以及及顯顯示示、、存存儲儲和和打打印印。。硬硬件件配配置置視視需需要要而而定定：：功功能能簡簡單單的的機機床床可可能能只只配配鍵鍵盤盤和和發(fā)發(fā)光光二二極極管管(LED)顯示示器器；；功功能能普普通通的的機機床床則則可可能能加加上上紙紙帶帶閱閱讀讀機機和和紙紙帶帶穿穿孔孔機機、、磁磁帶帶和和磁磁盤盤讀讀入入器器、、人人機機對對話話編編程程操操作作鍵鍵盤盤和和視視頻頻信信號號顯顯示示器器(CRT)；功能能較較高高的的可可能能還還包包含含有有一一套套自自動動編編程程機機或或計計算算機機輔輔助助設設計計/計算算機機輔輔助助制制造造系系統(tǒng)統(tǒng)。。2．數(shù)數(shù)控控裝裝置置數(shù)控裝置是是數(shù)控機床床的核心。。將輸入程程序轉換為為輸出口線線上的電壓壓。它接受來自自輸入設備備的程序和和數(shù)據，并并按輸入信信息的要求求完成數(shù)值值計算、邏邏輯判斷和和輸入輸出出控制等功功能。數(shù)控裝置通通常是指一一臺專用計計算機或通通用計算機機與輸人輸輸出接口板板所組成的的控制裝置置。機床控制器器的主要作作用是實現(xiàn)現(xiàn)對機床輔輔助功能M、主軸轉速速功能S和刀具功能能T的控制。*24數(shù)控裝置的的主要功能能：(1)多坐標控制制(多軸聯(lián)動)。(2)插補功能(直線、圓弧弧和其它插插補)。(3)程序輸入、、編輯和修修改(人機對話、、手動數(shù)據據輸入、上上位機通信信輸入)。(4)故障自診斷斷功能。(5)補償功能：：刀具半徑徑補償、刀刀具長度補補償、傳動動間隙補償償、螺距距誤差補償償?shù)取?6)信息轉換功功能：EIA／ISO代碼轉換、、英制／米米制轉換、、坐標轉換換、絕對值值／增量值值轉化等。。(7)多種加工方方式：可實實現(xiàn)多種加加工方式循循環(huán)、重復復加工、凹凹凸模加工工和鏡像加加工等。(8)輔助功能：：也稱M功能，用來來規(guī)定主軸軸的起停和和轉向，切切削液的接接通和斷開開，刀具的的更換等(9)顯示功能：：用CRT或液晶屏顯顯示程序、、參數(shù)、各各種補償量量、坐標位位置、故障障源以及及圖形等。。(10)通信和聯(lián)網網功能3．伺服系統(tǒng)統(tǒng)*25伺服系統(tǒng)是是接受數(shù)控控裝置的指指令，驅動動機床執(zhí)行行機構運動動的驅動部部件(如主軸驅動動、進給驅驅動)。組成：伺服服控制電路路、功率放放大線路和和伺服電動動機等。常用的伺服服電動機：：步進電動動機、電液液馬達、直直流伺服電電動機和交交流伺服電電動機。4．測量反饋饋裝置組成:測量部件和和響應的測測量電路。。作用：檢測測速度和位位移，并將將信息反饋饋給數(shù)控裝裝置，構成成閉環(huán)控制制系統(tǒng)。沒沒有測量反反饋裝置的的系統(tǒng)稱為為開環(huán)控制制系統(tǒng)。常用的測量量部件：脈脈沖編碼器器、旋轉變變壓器、感感應同步器器、光柵和和磁尺等。。5．機床本體體機床本體是是數(shù)控機床床的主體，，是用于完完成各種切切削加工的的機械部分分，包括床床身、立柱柱、主軸、、進給機構構等機械部部件。機床是被控控制的對象象，其運動動的位移和和速度以及及各種開關關量是被控控制的。數(shù)數(shù)控機床采采用高性能能的主軸及及進給伺服服驅動裝置置，其機械械傳動結構構得到了簡簡化。為保證功能能充分發(fā)揮揮，還有配配套部件（（如冷卻、、排屑、防防護、潤滑滑、照明等等）和輔助助裝置（編編程機和對對刀儀等））。*26按運動控制制的特點分分類按伺服系統(tǒng)統(tǒng)的類型分分類按工藝方法法分類按功能水平平分類高檔中檔低檔金屬切削類類數(shù)控機床床金屬成型類類及特種加加工類數(shù)控控機床開環(huán)控制的的數(shù)控機床床閉環(huán)控制的的數(shù)控機床床半閉環(huán)控制制的數(shù)控機機床點位控制數(shù)數(shù)控機床直線控制數(shù)數(shù)控機床輪廓控制的的數(shù)控機床床二、數(shù)控機床床的分類分類的目的的是掌握群群體特征*27點位控制數(shù)數(shù)控鉆床加加工示意圖圖二維輪廓控控制數(shù)控機機床加工示示意圖三維輪廓控控制數(shù)控機機床加工示示意圖*28開環(huán)控制系系統(tǒng)示意圖圖半閉環(huán)控制制系統(tǒng)示意意圖閉環(huán)控制系系統(tǒng)示意圖圖*29*30自動化程度度高，可以以減輕工人人的體力勞勞動強度加工的零件件一致性好好，質量穩(wěn)穩(wěn)定生產效率較較高便于產品研研制便于實現(xiàn)計計算機輔助助制造第三節(jié)數(shù)數(shù)控機機床的特點點及適用范范圍*31一、與其它它加工設備備相比，數(shù)數(shù)控機床具具有如下特特點：1.加工零件的的適應強，，靈活性好好數(shù)控機床能能完成很多多普通機床床難以勝任任，或者根根本不可能能加工出來來的復雜型型面的零件件。這是由由于數(shù)控機機床具有多多坐標軸聯(lián)聯(lián)動功能，，并可按零零件加工的的要求變換換加工程序序。因此，，數(shù)控機床床首先在航航空航天等等領域獲得得應用，在在復雜曲面面的模具加加工、螺旋旋槳及渦輪輪葉片的加加工中，也也得到了廣廣泛的應用用。*322．加工精度度高，產品品質量穩(wěn)定定由于數(shù)控機機床按照預預定的程序序自動加工工，不受人人為因素的的影響，其其加工精度度由機床來來保證，還還可利用軟軟件來校正正和補償誤誤差。因此此，能獲得得比機床本本身精度還還要高的加加工精度及及重復精度度。3．生產率高高數(shù)控機床的的生產率比比普通機床床高2～3倍。尤其是是某些復雜雜零件的加加工，生產產率可提高高十幾倍甚甚至幾十倍倍。這是因因為數(shù)控機機床加工能能合理選用用切削用量量，機加工工時間短。。又由于其其定位精度度高，停機機檢測次數(shù)數(shù)減少，加加工準備時時間也因采采用通用工工夾具而大大大縮短。。4．減少工人人勞動強度度數(shù)控機床主主要是自動動加工，自自動換刀、、開／關切切削液、自自動變速等等，其大部部分操作不不需要人工工完成，因因而改善了了勞動條件件。由于操操作失誤減減少，也降降低廢品率率和次品率率。*335．生產管理理水平提高高。