1數(shù)控機(jī)床概述(課件1)

數(shù)控？機(jī)床加工自動(dòng)化的一門技術(shù)。數(shù)控就是用數(shù)字化信息實(shí)現(xiàn)數(shù)控一般是采用通用或?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字程序控制，因此數(shù)控也稱為計(jì)算機(jī)數(shù)控(ComputerizedNumericalControl)，簡(jiǎn)稱CNC第1章數(shù)控機(jī)床概述1.1普通機(jī)床與數(shù)控機(jī)床的區(qū)別1.2數(shù)控機(jī)床的發(fā)展過(guò)程1.3數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)1.4數(shù)控機(jī)床的適用范圍1.5數(shù)控機(jī)床的分類1.6數(shù)控加工中心的基本概念數(shù)控加工技術(shù)數(shù)控技術(shù)機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)外圍技術(shù)基礎(chǔ)件配套件數(shù)控裝置驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)位置反饋系統(tǒng)刀具系統(tǒng)編程技術(shù)管理技術(shù)床身立柱工作臺(tái)刀架刀庫(kù)絲杠導(dǎo)軌硬件軟件伺服系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)光柵光電編碼器磁柵感應(yīng)同步器測(cè)速發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)變壓器刀片刀桿編程機(jī)編程系統(tǒng)PLCCPURAMROM接口控制軟件順序程序步進(jìn)電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)交流電動(dòng)機(jī)普通機(jī)床與數(shù)控機(jī)床普通車床數(shù)控車床普通機(jī)床具有手動(dòng)加工和機(jī)動(dòng)加工功能，加工過(guò)程全部由人工干預(yù)。主傳動(dòng)和進(jìn)給傳動(dòng)一般采用三相交流異步電動(dòng)機(jī)，由變速箱實(shí)現(xiàn)多極變速以滿足工藝要求，機(jī)床傳動(dòng)鏈長(zhǎng)。加工過(guò)程中，必須由人工不斷地進(jìn)行測(cè)量，保證工件的加工精度。普通機(jī)床與數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床具有手動(dòng)加工（電手輪）、機(jī)動(dòng)加工和控制程序自動(dòng)加工功能，加工過(guò)程一般不需人工干預(yù)。具有CRT屏幕顯示功能，自動(dòng)報(bào)警顯示功能。普通機(jī)床不具備此功能。主傳動(dòng)和進(jìn)給傳動(dòng)采用直流或交流無(wú)級(jí)調(diào)速伺服電動(dòng)機(jī)。一般沒(méi)有主軸變速箱和進(jìn)給變速箱，傳動(dòng)鏈短。普通機(jī)床與數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床具有工件測(cè)量系統(tǒng)。加工過(guò)程中不需進(jìn)行工件尺寸的人工測(cè)量。CNC機(jī)床與普通機(jī)床最顯著的區(qū)別當(dāng)加工對(duì)象（工件）改變，CNC機(jī)床只需改變加工程序（應(yīng)用軟件），而不需對(duì)機(jī)床做較大的調(diào)整，就能加工出各種不同的工件。普通機(jī)床與數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床的發(fā)展過(guò)程1952年美國(guó)麻省理工學(xué)院研制成數(shù)控銑床后，隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和精密測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，以集成電路的集成度為推動(dòng)力，先后經(jīng)歷了電子管、晶體管、小規(guī)模集成電路、小型計(jì)算機(jī)（CNC）和微型機(jī)（MNC）數(shù)控系統(tǒng)等5個(gè)發(fā)展階段。數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)對(duì)加工對(duì)象改型的適應(yīng)性強(qiáng)。加工精度高。加工生產(chǎn)率高。減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件。能加工復(fù)雜型面。有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化?？上蚋呒?jí)的制造系統(tǒng)發(fā)展。數(shù)控機(jī)床的適用范圍多品種小批量零件。結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜，精度要求較高的零件。需要頻繁改形的零件。價(jià)格昂貴，不允許報(bào)廢的關(guān)鍵零件。需要最小生產(chǎn)周期的急需零件。數(shù)控機(jī)床的適用范圍各種機(jī)床的加工批量與成本的關(guān)系各種機(jī)床的使用范圍數(shù)控機(jī)床的分類按工具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡分類點(diǎn)位控制、直線控制、輪廓控制按伺服機(jī)構(gòu)的控制方式分類開(kāi)環(huán)控制、閉環(huán)控制、半閉環(huán)控制按加工方式分類

分類點(diǎn)位控制系統(tǒng)這類控制方式只要求控制刀具從一點(diǎn)移到另一點(diǎn)的準(zhǔn)確位置，而對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡原則上不加控制。數(shù)控機(jī)床在刀具移動(dòng)的過(guò)程中，并不進(jìn)行切削加工，而是作快速空行程的定位運(yùn)動(dòng)。屬于點(diǎn)位控制的數(shù)控機(jī)床有數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、數(shù)控沖床和數(shù)控測(cè)量機(jī)。數(shù)控機(jī)床的分類（1）點(diǎn)位控制系統(tǒng)在從點(diǎn)1到點(diǎn)2的軌跡中，刀具不切削。因此可以從任意選擇的方向接近點(diǎn)2?，F(xiàn)在圖示的是2種可能的路徑。數(shù)控機(jī)床的分類（1）直線控制系統(tǒng)這類控制方式除了控制點(diǎn)與點(diǎn)之間的準(zhǔn)確位置外，還要保證被控制的兩點(diǎn)間移動(dòng)的軌跡是一條直線而且移動(dòng)的速度是給定的。在兩點(diǎn)間移動(dòng)時(shí)，刀具切削材料，進(jìn)行加工。一般的簡(jiǎn)易數(shù)控系統(tǒng)均屬于直線控制系統(tǒng)。數(shù)控機(jī)床的分類（1）直線控制系統(tǒng)必須沿著平行于某一坐標(biāo)軸方向，或沿著與坐標(biāo)軸成45度的直線。在這個(gè)例子中，顯示的是關(guān)于銑削的一個(gè)直線控制系統(tǒng)。工件的a-b-c外形被加工。注意數(shù)控機(jī)床的分類（1）輪廓控制系統(tǒng)該系統(tǒng)能對(duì)刀具相對(duì)零件的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行連續(xù)控制，以加工任意斜率的直線、圓弧、拋物線或其它函數(shù)關(guān)系的曲線。刀具以一定的進(jìn)給速度運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，進(jìn)行加工。數(shù)控銑床、功能完善的數(shù)控車床、數(shù)控凸輪磨床等均采用。數(shù)控機(jī)床的分類（1）輪廓控制系統(tǒng)

裝置系統(tǒng)一般都是兩坐標(biāo)或兩坐標(biāo)以上的多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)，其功能齊全，可加工任意形狀的曲線或型腔，如平板凸輪。二軸三軸五軸四軸數(shù)控機(jī)床的分類（1）伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)又稱伺服機(jī)構(gòu)。作用：把來(lái)自數(shù)控裝置的信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)床移動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)。其性能是決定機(jī)床的加工精度、表面質(zhì)量和生產(chǎn)效率的主要因素之一。數(shù)控機(jī)床的分類（2）開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)通常不帶位置測(cè)量元件，伺服驅(qū)動(dòng)元件為步進(jìn)電機(jī)。對(duì)實(shí)際傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作情況不進(jìn)行檢查，沒(méi)有被控制對(duì)象的反饋值，指令發(fā)送出去不再反饋回來(lái)，稱為開(kāi)環(huán)控制。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)試容易，價(jià)格便宜。但是控制精度和運(yùn)動(dòng)速度受到限制。數(shù)控機(jī)床的分類（2）半閉環(huán)伺服系統(tǒng)對(duì)工作臺(tái)的實(shí)際位置不進(jìn)行檢查測(cè)量，而是通過(guò)與伺服電機(jī)（執(zhí)行單元）有機(jī)聯(lián)系的測(cè)量元件（如測(cè)速電機(jī)、光電編碼器等）檢測(cè)出伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)角，間接推算出工作臺(tái)實(shí)際位移量，用此值與指令值進(jìn)行比較，用差值來(lái)實(shí)現(xiàn)控制。由于檢測(cè)的不是工作臺(tái)的位移，所以稱之為半閉環(huán)。半閉環(huán)精度沒(méi)有閉環(huán)高，但調(diào)試卻比閉環(huán)容易。數(shù)控機(jī)床的分類（2）閉環(huán)伺服系統(tǒng)必須具備測(cè)量元件。直接在移動(dòng)工作臺(tái)上安裝直線位移檢測(cè)裝置如光柵、磁尺、感應(yīng)同步器等，檢測(cè)出來(lái)的反饋信號(hào)與輸入指令相比較，用比較的差值進(jìn)行控制，直至差值消除時(shí)停止，這叫閉環(huán)控制。優(yōu)點(diǎn)是控制精度高，但是安裝、調(diào)試和維護(hù)比較復(fù)雜，而且價(jià)格昂貴。數(shù)控機(jī)床的分類（2）按加工方式進(jìn)行數(shù)控機(jī)床的分類金屬切削類機(jī)床車、加工中心、鉆、磨、鏜。金屬成型類機(jī)床數(shù)控折彎?rùn)C(jī)、數(shù)控回轉(zhuǎn)頭壓力機(jī)數(shù)控特種加工機(jī)床數(shù)控線切割機(jī)床、數(shù)控電火花加工機(jī)床、數(shù)控激光切割機(jī)床其他類型數(shù)控三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)分類數(shù)控機(jī)床的分類（3）數(shù)控機(jī)床分類表數(shù)控機(jī)床的種類數(shù)控電加工機(jī)床數(shù)控金屬成型機(jī)床印刷電路基板、多孔零件數(shù)控車床加工中心機(jī)床數(shù)控銑床數(shù)控鉆床數(shù)控鏜床數(shù)控磨床控制系統(tǒng)類別點(diǎn)位、直線控制輪廓控制點(diǎn)位、直線控制開(kāi)環(huán)、半閉環(huán)、閉環(huán)特殊用途的輪廓控制點(diǎn)位、直線控制輪廓控制點(diǎn)位控制開(kāi)環(huán)、半閉環(huán)開(kāi)環(huán)、半閉環(huán)、閉環(huán)開(kāi)環(huán)、半閉環(huán)、閉環(huán)開(kāi)環(huán)、半閉環(huán)開(kāi)環(huán)、半閉環(huán)開(kāi)環(huán)、半閉環(huán)開(kāi)環(huán)、半閉環(huán)閉環(huán)閉環(huán)、半閉環(huán)開(kāi)環(huán)、半閉環(huán)開(kāi)環(huán)、半閉環(huán)點(diǎn)位、直線控制點(diǎn)位、直線控制輪廓控制輪廓控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)類別加工對(duì)象類別沒(méi)錐度、圓弧的軸有錐度、圓弧的軸齒輪箱、框架等箱體飛機(jī)零件的輪廓加工箱體平面輪廓的凸輪、樣板、沖模、壓、鑄模箱體精密箱體凸輪、軋輥、沖模模具沖壓，板材、彎管等數(shù)控機(jī)床的分類數(shù)控車床加工零件類型：軸類、盤套類、形狀復(fù)雜的回轉(zhuǎn)體件和螺紋等。應(yīng)用場(chǎng)合：精度要求較高，中、小批量生產(chǎn)。數(shù)控銑床數(shù)控銑床能完成鉆孔、鏜孔、鉸孔、銑平面、銑斜面、銑槽、銑曲面(凸輪)、攻螺紋等加工。在一般情況下，可以一次裝夾就完成所需要的加工工序加工中心數(shù)控鉆床數(shù)控鉆床主要用于鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、攻絲等加工。在汽車、機(jī)車、造船、航空航天、工程機(jī)械行業(yè)；尤其對(duì)于超長(zhǎng)型疊板，縱梁、結(jié)構(gòu)鋼、管型件等多孔系富源成海的各類大型零件的鉆孔加工當(dāng)為首選。數(shù)控磨床磨床能加工硬度較高的材料，如淬硬鋼、硬質(zhì)合金等；也能加工脆性材料，如玻璃、花崗石。磨床能作高精度和表面粗糙度很小的磨削，也能進(jìn)行高效率的磨削，如強(qiáng)力磨削等。龍門式平面磨床五軸五聯(lián)動(dòng)數(shù)控鏜銑床三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x加工中心的基本概念

加工中心的含義

加工中心的基本結(jié)構(gòu)

加工中心的種類

加工中心的發(fā)展動(dòng)向加工中心加工中心：由機(jī)械設(shè)備與數(shù)控系統(tǒng)組成的適用于復(fù)雜零件加工的高效自動(dòng)化機(jī)床。

這種機(jī)床可裝若干把刀具，能自動(dòng)更換刀具，能在工件一次裝卡中自動(dòng)完成多種工序如銑、鏜、鉆、擴(kuò)、鉸、锪、攻螺紋等。

鏜銑類加工中心－－以鏜為主，又稱為“自動(dòng)換刀數(shù)控鏜銑床”

銑鏜類加工中心－－以銑為主

鉆銑類加工中心－－以鉆為主世界第一臺(tái)加工中心－－1958年，美國(guó)K&T公司MachiningCenter加工中心的基本概念車削加工中心立式加工中心加工中心的基本結(jié)構(gòu)CNC數(shù)控系統(tǒng)

中央處理器：存儲(chǔ)器、運(yùn)算器、控制器、總線 輸入、輸出接口伺服系統(tǒng)機(jī)械本體加工中心的基本概念機(jī)械本體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精度高、結(jié)構(gòu)剛性好、對(duì)可靠性要求高。具有對(duì)零件進(jìn)行多工序加工的能力，具有一套自動(dòng)換刀裝置。加工中心的基本概念自動(dòng)換刀裝置 自動(dòng)換刀裝置的主要組成：刀庫(kù)、機(jī)械手、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)等。 各不相同：換刀過(guò)程、選刀方式、刀庫(kù)機(jī)構(gòu)、機(jī)械手類型。 相同：由電機(jī)或液壓或氣動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)刀庫(kù)和機(jī)械手實(shí)現(xiàn)刀具的選擇與更換。加工中心的種類功能特征

鏜銑加工中心 鉆削加工中心 復(fù)合加工中心結(jié)構(gòu)特征

單工作臺(tái)雙工作臺(tái)多工作臺(tái)主軸種類

單軸雙軸三軸可換主軸箱的加工中心自動(dòng)換刀裝置 轉(zhuǎn)塔頭加工