《數(shù)控編程與加工技術(shù)（第2版）》 課件 模塊1數(shù)控車床編程與加工技術(shù)1-1 認(rèn)識數(shù)控車床

模塊1數(shù)控車床編程與加工技術(shù)項目1.1

認(rèn)識數(shù)控車床1.1.1基本概念1.1.2數(shù)控車床的組成1.1.3數(shù)控車床的分類1.1.4數(shù)控車床的主要應(yīng)用1.1.5數(shù)控機(jī)床的工作原理1.1.6數(shù)控機(jī)床的組成1.1.7數(shù)控機(jī)床的分類項目1.1

認(rèn)識數(shù)控車床1.1.1基本概念

數(shù)控即數(shù)字控制，是指用數(shù)字化信號對機(jī)床運(yùn)動及其加工過程進(jìn)行控制的自動化方法，是由機(jī)床數(shù)控裝置或系統(tǒng)實現(xiàn)的。數(shù)控技術(shù)是指用數(shù)字量及字符發(fā)出指令并實現(xiàn)自動控制的技術(shù)，是制造業(yè)實現(xiàn)自動化、柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎(chǔ)技術(shù)。將計算機(jī)通過特定處理方式下的數(shù)字信息（不連續(xù)變化的數(shù)字量），用于機(jī)床自動控制的技術(shù)通稱為計算機(jī)數(shù)控技術(shù)。數(shù)控系統(tǒng)即程序控制系統(tǒng)，是指采用數(shù)字控制技術(shù)的控制系統(tǒng)。

計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)是以計算機(jī)為核心的數(shù)控系統(tǒng)，簡稱CNC系統(tǒng)。數(shù)控機(jī)床是一個裝有程序控制的機(jī)床，該系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有使用號碼或其他符號編碼指令規(guī)定的程序。數(shù)控加工是指在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行零件加工的一種工藝方法，其實質(zhì)就是根據(jù)零件圖樣及工藝要求等原始條件，編制零件數(shù)控加工程序，并輸入到數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)，以控制數(shù)控機(jī)床中刀具與工件的相對運(yùn)動，從而完成零件的加工。項目1.1

認(rèn)識數(shù)控車床1.1.2數(shù)控車床的組成數(shù)控車床由數(shù)控裝置、床身、主軸箱、刀架進(jìn)給系統(tǒng)、尾座、液壓系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、排屑器等部分組成。項目1.1

認(rèn)識數(shù)控車床1.1.3數(shù)控車床的分類1.按車床主軸位置分類（1）臥式數(shù)控車床主軸軸線處于水平位置的數(shù)控車床。臥式數(shù)控車床又分為數(shù)控水平導(dǎo)軌臥式車床和數(shù)控傾斜導(dǎo)軌臥式車床。（2）立式數(shù)控車床主軸垂直于水平面的數(shù)控車床。2.按刀架數(shù)量分類（1）單刀架數(shù)控車床一般都配置有各種形式的單刀架。（2）雙刀架數(shù)控車床雙刀架配置平行分布，也可以是相互垂直分布。項目1.1

認(rèn)識數(shù)控車床3.按功能分類（1）經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床它一般采用步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動的開環(huán)控制系統(tǒng)，其控制部分通常采用單片機(jī)來實現(xiàn)，具有CRT顯示、程序儲存、程序編輯等功能，加工精度不高。（2）普通數(shù)控車床它根據(jù)車削加工要求在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行專門設(shè)計并配備通用數(shù)控系統(tǒng)而形成的數(shù)控車床，數(shù)控系統(tǒng)功能強(qiáng)，自動化程度和加工精度也比較高。（3）車削加工中心它在普通數(shù)控車床的基礎(chǔ)上，增加了C軸和動力頭，更高級的數(shù)控車床帶有刀庫，可控制X、Z和C三個坐標(biāo)軸，聯(lián)動控制軸可以是（X、Z）、（X、C）或（Z、C）。項目1.1

認(rèn)識數(shù)控車床項目1.1

認(rèn)識數(shù)控車床1.1.4數(shù)控車床的主要應(yīng)用（1）精度要求高的回轉(zhuǎn)體零件（2）表面粗糙度要求高的回轉(zhuǎn)體零件（3）輪廓形狀復(fù)雜的回轉(zhuǎn)體零件（4）具有特殊類型螺紋的零件（5）超精密、超低表面粗糙度值的零件項目1.1

認(rèn)識數(shù)控車床1.1.5數(shù)控機(jī)床的工作原理項目1.1

認(rèn)識數(shù)控車床1.1.6數(shù)控機(jī)床的組成項目1.1

認(rèn)識數(shù)控車床1.輸入輸出裝置輸入輸出裝置是操作人員與機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行信息交流的載體，其主要功能有編制程序、存儲程序、輸入程序和數(shù)據(jù)、打印和顯示等。零件加工程序、機(jī)床參數(shù)及刀具補(bǔ)償?shù)葦?shù)據(jù)可以直接由操作人員手動輸入到數(shù)控裝置，即通過機(jī)床上的CRT顯示器及鍵盤手動輸入；也可以利用CAD/CAM軟件在計算機(jī)上編程，然后通過計算機(jī)用通信方式將程序傳送到數(shù)控裝置。項目1.1

認(rèn)識數(shù)控車床2.計算機(jī)數(shù)控裝置數(shù)控裝置通常由專用（或通用）計算機(jī)、輸入輸出接口板及機(jī)床控制器等組成。輸入設(shè)備傳送的數(shù)控加工程序和操作指令，經(jīng)計算機(jī)數(shù)控裝置系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的處理（如運(yùn)動軌跡處理、機(jī)床輸入輸出處理等），然后輸出控制命令到相應(yīng)的執(zhí)行部件（伺服單元、驅(qū)動裝置和PLC等），控制其動作，加工出需要的零件。項目1.1

認(rèn)識數(shù)控車床3.伺服驅(qū)動裝置伺服驅(qū)動裝置包括主軸伺服驅(qū)動裝置和進(jìn)給伺服驅(qū)動裝置兩部分。將位置指令和速度指令轉(zhuǎn)化為機(jī)床運(yùn)動部件的運(yùn)動。數(shù)控裝置發(fā)出的控制信息經(jīng)伺服系統(tǒng)中的控制電路、功率放大電路和伺服電機(jī)驅(qū)動受控設(shè)備工作，并可對其位置、速度等進(jìn)行控制。項目1.1

認(rèn)識數(shù)控車床4.檢測反饋裝置其作用是通過傳感器將伺服電動機(jī)角位移和數(shù)控機(jī)床執(zhí)行機(jī)構(gòu)的直線位移，轉(zhuǎn)換成電信號輸送給數(shù)控裝置，與脈沖信號進(jìn)行比較，由數(shù)控裝置糾正誤差，控制驅(qū)動執(zhí)行元件準(zhǔn)確運(yùn)轉(zhuǎn)。項目1.1

認(rèn)識數(shù)控車床5.輔助控制裝置輔助控制裝置是介于數(shù)控裝置和機(jī)床機(jī)械、液壓部件之間的控制裝置，通過可編程序控制器來實現(xiàn)。PLC和數(shù)控裝置配合共同完成數(shù)控機(jī)床的控制。6.機(jī)床本體機(jī)床本體是數(shù)控機(jī)床的主體，是用于完成各種切削加工的機(jī)械部分。數(shù)控機(jī)床的機(jī)械部件包括：主運(yùn)動部件，進(jìn)給運(yùn)動部件、支承件、特殊裝置和輔助裝置組成。項目1.1

認(rèn)識數(shù)控車床1.1.7

數(shù)控機(jī)床的分類1.按工藝用途分類（1）切削加工類數(shù)控機(jī)床（2）成形加工類數(shù)控機(jī)床（3）特種加工類數(shù)控機(jī)床（4）其他類型的數(shù)控機(jī)床項目1.1

認(rèn)識數(shù)控車床2.按運(yùn)動軌跡的控制方式分類（1）點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床這類數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置只控制運(yùn)動部件從一點(diǎn)位準(zhǔn)確移動到另一個點(diǎn)位，對其運(yùn)動軌跡沒有嚴(yán)格的要求，在移動過程中不進(jìn)行加工。（2）直線控制數(shù)控機(jī)床這類數(shù)控機(jī)床不僅要控制運(yùn)動部件從一點(diǎn)到另一點(diǎn)的準(zhǔn)確定位，還要控制移動速度和運(yùn)動軌跡,保證兩點(diǎn)之間的軌跡為一條直線。刀具相對于工件移動時進(jìn)行切削加工，其軌跡是平行機(jī)床各坐標(biāo)軸的直線。（3）輪廓控制數(shù)控機(jī)床輪廓控制也稱連續(xù)控制。插補(bǔ)結(jié)果向坐標(biāo)軸控制器分配脈沖，從而控制各坐標(biāo)軸聯(lián)動，進(jìn)行各種斜線、圓弧、曲線的加工，實現(xiàn)連續(xù)控制。項目1.1

認(rèn)識數(shù)控車床項目1.1

認(rèn)識數(shù)控車床3.按伺服驅(qū)動系統(tǒng)的類型分類（1）開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床該類機(jī)床構(gòu)造簡單，沒有位置、速度等檢測裝置和反饋裝置。CNC裝置發(fā)出的指令信號經(jīng)驅(qū)動電路進(jìn)行功率放大后，通過步進(jìn)電動機(jī)帶動機(jī)床工作臺移動，指令信號單方向傳送，不反饋回來。（2）閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床該類機(jī)床帶有位置、速度等檢測裝置，直接對執(zhí)行件的實際位移量進(jìn)行檢測，可將執(zhí)行件的位移反饋，并與指令值比較，用比較差值進(jìn)行控制，直至差值消除為止。（3）半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床該類機(jī)床不直接檢測執(zhí)行件的位移值，而是檢測與伺服驅(qū)動電動機(jī)相聯(lián)系的傳動件的角位移作為反饋值，檢測元件之后的傳動件不在反饋環(huán)路之內(nèi)，因此傳動系統(tǒng)的傳動誤差仍會影響機(jī)床的加工精度。項目1.1

認(rèn)識數(shù)控車床項目1.1

認(rèn)識數(shù)控車床4.按可控制聯(lián)動的坐標(biāo)軸分類項目1.1

認(rèn)識數(shù)控車床5.按數(shù)控裝置的功能水平分類項目1.1

認(rèn)識數(shù)控車床6.按制造方式分類（1）通用型數(shù)控系統(tǒng)以PC機(jī)作為CNC裝置的支撐平臺，各數(shù)控機(jī)床制造廠家根據(jù)用戶需求，有針對性地研制開發(fā)數(shù)控軟件和控制卡等，構(gòu)成相應(yīng)的CNC裝置。（2）專用型數(shù)控系統(tǒng)