第一章數(shù)控機(jī)床

耗電量大，體積大耗電小，體積小，在絕緣基體上印刷出線路圖案，再以電鍍方式建立導(dǎo)體配線。電路中晶體管、電阻、電容等元件及布線互連在一起，制作在一小塊基片上小型計(jì)算機(jī)是屬于硬件系統(tǒng)比較小，但功能卻不少的微型計(jì)算機(jī)

通過(guò)一定方式使計(jì)算機(jī)能夠明白操作人員的要求，或者操作人員能看懂計(jì)算機(jī)返回的數(shù)據(jù)自動(dòng)化工廠1、數(shù)字控制，簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)控NC，是利用數(shù)字化信息對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)及加工進(jìn)行控制的一種方法。2、數(shù)控機(jī)床是采用數(shù)字控制技術(shù)對(duì)機(jī)床的加工過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)控制的一類(lèi)機(jī)床，或者說(shuō)是裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床。第一章緒論

第一節(jié)機(jī)床數(shù)控技術(shù)的基本概念二、數(shù)控機(jī)床的工作流程數(shù)控加工程序的編制程序輸入譯碼刀具補(bǔ)償插補(bǔ)位置控制和機(jī)床加工輸入輸出設(shè)備數(shù)控裝置伺服系統(tǒng)機(jī)床本體測(cè)量反饋裝置第二節(jié)數(shù)控機(jī)床的組成和分類(lèi)一、數(shù)控機(jī)床的組成1、輸入輸出設(shè)備將零件加工信息傳送到數(shù)控裝置。2、數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)是整個(gè)數(shù)控機(jī)床的核心多坐標(biāo)控制插補(bǔ)功能程序編輯、修改故障自診斷補(bǔ)償功能信心轉(zhuǎn)換功能多種加工方式選擇輔助功能顯示功能通信和聯(lián)網(wǎng)功能3、伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)是數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床本體之間的電傳動(dòng)聯(lián)系環(huán)節(jié)，主要由伺服電機(jī)、伺服控制電路、功率放大線路組成。4、測(cè)量反饋裝置反饋裝置由測(cè)量部件和響應(yīng)的測(cè)量電路組成，其作用是檢測(cè)速度和位置，并將信息反饋給數(shù)控裝置，構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)。5、機(jī)床本體機(jī)床本體是數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)體，也用于完成各種切割加工的機(jī)械部分，包括床身，立柱，主軸、進(jìn)給機(jī)構(gòu)等機(jī)械部件。6、輔助裝置二、數(shù)控機(jī)床的分類(lèi)

1、按運(yùn)動(dòng)軌跡分類(lèi)1、點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床

它的特點(diǎn)是刀具相對(duì)工件的移動(dòng)過(guò)程中，不進(jìn)行切削加工，對(duì)定位過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)軌跡沒(méi)有嚴(yán)格要求，只要求從一坐標(biāo)點(diǎn)到另一坐標(biāo)點(diǎn)的精確定位。如數(shù)控坐標(biāo)鏜床、數(shù)控鉆床、數(shù)控沖床、數(shù)控點(diǎn)焊機(jī)和數(shù)控測(cè)量機(jī)等都采用此類(lèi)系統(tǒng)。

2、直線控制數(shù)控機(jī)床

這類(lèi)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是除了控制起點(diǎn)與終點(diǎn)之間的準(zhǔn)確位置外，而且要求刀具由一點(diǎn)到另一點(diǎn)之間的運(yùn)動(dòng)軌跡為一條直線，并能控制位移的速度，因?yàn)檫@類(lèi)數(shù)控機(jī)床的刀具在移動(dòng)過(guò)程中要進(jìn)行切削加工。直線控制系統(tǒng)的刀具切削路徑只沿著平行于某一坐標(biāo)軸方向運(yùn)動(dòng)，或者沿著與坐標(biāo)軸成一定角度的斜線方向進(jìn)行直線切削加工。

3、輪廓控制數(shù)控機(jī)床

也稱(chēng)連續(xù)控制系統(tǒng)。其特點(diǎn)是能夠同時(shí)對(duì)兩個(gè)或兩個(gè)以上的坐標(biāo)軸進(jìn)行連續(xù)控制。加工時(shí)不僅要控制起點(diǎn)和終點(diǎn)位置，而且要控制兩點(diǎn)之間每一點(diǎn)的位置和速度，使機(jī)床加工出符合圖紙要求的復(fù)雜形狀（任意形狀的曲線或曲面）的零件。它要求數(shù)控機(jī)床的輔助功能比較齊全。CNC裝置一般都具有直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)功能。如數(shù)控車(chē)床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床、數(shù)控加工中心、數(shù)控電加工機(jī)床、數(shù)控繪圖機(jī)等都采用此類(lèi)控制系統(tǒng)。這類(lèi)數(shù)控機(jī)床絕大多數(shù)具有兩坐標(biāo)或兩坐標(biāo)以上的聯(lián)動(dòng)功能，不僅有刀具半徑補(bǔ)償、刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償功能，而且還具有機(jī)床軸向運(yùn)動(dòng)誤差補(bǔ)償，絲杠、齒輪的間隙補(bǔ)償?shù)纫幌盗泄δ堋?）開(kāi)環(huán)控制數(shù)控機(jī)床

這種控制方式不帶位置測(cè)量元件，其驅(qū)動(dòng)電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)。數(shù)控裝置根據(jù)信息載體上的指令信號(hào)，經(jīng)控制運(yùn)算發(fā)出指令脈沖，使伺服驅(qū)動(dòng)元件轉(zhuǎn)過(guò)一定的角度，并通過(guò)傳動(dòng)齒輪、滾珠絲杠螺母副，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)(如工作臺(tái))移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)。圖1-2為開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的框圖。這種控制方式?jīng)]有來(lái)自位置測(cè)量元件的反饋信號(hào)，對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作情況不進(jìn)行檢查，指令流向?yàn)閱蜗?，因此被稱(chēng)為開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。2、按伺服系統(tǒng)分類(lèi)

2）閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床

這是一種自動(dòng)控制系統(tǒng)，其中包含功率放大和反饋，使輸出變量的值響應(yīng)輸入變量的值。數(shù)控裝置發(fā)出指令脈沖后，當(dāng)指令值送到位置比較電路時(shí)，此時(shí)若工作臺(tái)沒(méi)有移動(dòng)，即沒(méi)有位置反饋信號(hào)時(shí)，指令值使伺服驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)齒輪、滾珠絲杠螺母副等傳動(dòng)元件帶動(dòng)機(jī)床工作臺(tái)移動(dòng)。裝在機(jī)床工作臺(tái)上的位置測(cè)量元件，測(cè)出工作臺(tái)的實(shí)際位移量最后，反饋到數(shù)控裝置的比較器中與指令信號(hào)進(jìn)行比較，并用比較后的差值進(jìn)行控制。若兩者存在差值，經(jīng)放大器放大后，再控制伺服驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，直至差值為零時(shí)，工作臺(tái)才停止移動(dòng)。這種系統(tǒng)稱(chēng)為閉環(huán)伺服系統(tǒng)。閉環(huán)伺服系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是精度高、速度快。主要用在精度要求較高的數(shù)控鏜銑床、數(shù)控超精車(chē)床、數(shù)控超精鏜床等機(jī)床上。3）半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床

這種控制系統(tǒng)不是直接測(cè)量工作臺(tái)的位移量，而是通過(guò)旋轉(zhuǎn)變壓器、光電編碼盤(pán)或分解器等角位移測(cè)量元件，測(cè)量伺服機(jī)構(gòu)中電動(dòng)機(jī)或絲杠的轉(zhuǎn)角，來(lái)間接測(cè)量工作臺(tái)的位移。這種系統(tǒng)中滾珠絲杠螺母副和工作臺(tái)均在反饋環(huán)路之外，其傳動(dòng)誤差等仍會(huì)影響工作臺(tái)的位置精度，故稱(chēng)為半閉環(huán)控制系統(tǒng)。半閉環(huán)伺服系統(tǒng)介于開(kāi)環(huán)和閉環(huán)之間，由于角位移測(cè)量元件比直線位移測(cè)量元件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因此裝有精密滾珠絲杠螺母副和精密齒輪的半閉環(huán)系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用。目前已經(jīng)把角位移測(cè)量元件與伺服電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)成一個(gè)部件，使用起來(lái)十分方便。半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的加工精度雖然沒(méi)有閉環(huán)系統(tǒng)高，但是由于采用了高分辨率的測(cè)量元件，這種控制方式仍可獲得比較滿意的精度和速度。系統(tǒng)調(diào)試比閉環(huán)系統(tǒng)方便，穩(wěn)定性好，成本也比閉環(huán)系統(tǒng)低，目前，大多數(shù)數(shù)控機(jī)床采用半閉環(huán)伺服系統(tǒng)。3）按功能水平分類(lèi)

數(shù)控機(jī)床按所使用的數(shù)控系統(tǒng)的配置及功能分為高級(jí)型、普通型和經(jīng)濟(jì)型。4）按工藝用途分類(lèi)1、金屬切削類(lèi)數(shù)控機(jī)床有數(shù)控的車(chē)床、銑床、磨床與齒輪加工機(jī)床等。2、數(shù)控金屬成型機(jī)床有數(shù)控的沖壓機(jī)、彎管機(jī)、裁剪機(jī)等。3、特種加工機(jī)床有數(shù)控的電火花切割機(jī)、火焰切割機(jī)、點(diǎn)焊機(jī)、激光加工機(jī)等。4、其他類(lèi)型的數(shù)控機(jī)床有數(shù)控對(duì)刀儀、數(shù)控繪圖儀等。第三節(jié)數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及適用范圍1.加工零件的適應(yīng)性強(qiáng)，靈活性好2.加工精度高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定勞動(dòng)3.生產(chǎn)率高4.減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度5.生產(chǎn)管理水平提高

一．?dāng)?shù)控機(jī)床應(yīng)用的特點(diǎn)二．?dāng)?shù)控機(jī)床適用范圍

數(shù)控機(jī)床適用于品種變換頻繁、批量較小，加工方法區(qū)別大且復(fù)雜程度較高的零件。數(shù)控機(jī)床適用范圍五軸加工渦輪多軸多聯(lián)動(dòng)機(jī)床是目前國(guó)際上最大型、最復(fù)雜的機(jī)床類(lèi)型之一，此類(lèi)機(jī)床軸可以在多個(gè)坐標(biāo)軸（包括直線坐標(biāo)和旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)）上同時(shí)進(jìn)行加工，機(jī)床各軸可在計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的控制下同時(shí)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行，采用七軸六聯(lián)動(dòng)方式，加工效率與原五軸聯(lián)動(dòng)方式提高了一倍，加工精度也得到大幅提升數(shù)控機(jī)床是按數(shù)字形式給出的指令進(jìn)行加工的，一般情況下工作過(guò)程不需要人工干預(yù)，這就消除了操作者人為產(chǎn)生的誤差。數(shù)控機(jī)床的機(jī)械部分達(dá)到了較高的精度和剛度。數(shù)控機(jī)床工作臺(tái)的移動(dòng)當(dāng)量普遍達(dá)到了0.01～0.0001mm，而且進(jìn)給傳動(dòng)鏈的反向間隙與絲杠螺距誤差等均可由數(shù)控裝置進(jìn)行補(bǔ)償，高檔數(shù)控機(jī)床采用光柵尺進(jìn)行工作臺(tái)移動(dòng)的閉環(huán)控制。數(shù)控機(jī)床的加工精度由過(guò)