《智能制造裝備機(jī)械裝配與調(diào)試》 課件0 緒論

《智能制造裝備機(jī)械裝配與調(diào)試》數(shù)控機(jī)床的組成、工作原理及主要性能指標(biāo)目錄CONTENTS01數(shù)控機(jī)床組成02數(shù)控機(jī)床工作原理03數(shù)控機(jī)床主要性能指標(biāo)01數(shù)控機(jī)床組成數(shù)控機(jī)床機(jī)床主體數(shù)控裝置輸入/輸出設(shè)備伺服系統(tǒng)可編程序控制器檢測(cè)反饋裝置02數(shù)控機(jī)床工作原理03數(shù)控機(jī)床主要性能指標(biāo)（1）定位精度和重復(fù)定位精度（2）分度精度（3）分辨率與脈沖當(dāng)量（4）加工精度1.數(shù)控機(jī)床的精度（1）定位精度和重復(fù)定位精度定位精度是指數(shù)控機(jī)床工作臺(tái)等移動(dòng)部件實(shí)際運(yùn)動(dòng)位置與指令位置的一致程度，其不一致的差量即為定位誤差。定位誤差包括伺服系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)、進(jìn)給系統(tǒng)等誤差，還包括移動(dòng)部件導(dǎo)軌的幾何誤差等。定位誤差將直接影響零件加工的位置精度。重復(fù)定位精度是指在同一臺(tái)數(shù)控機(jī)床上，應(yīng)用相同程序相同代碼加工一批零件，所得到的連續(xù)結(jié)果的一致程度。重復(fù)定位精度受伺服系統(tǒng)特性、進(jìn)給系統(tǒng)的間隙與剛性以及摩擦特性等因素的影響。一般情況下，重復(fù)定位精度是成正態(tài)分布的偶然性誤差，它影響一批零件加工的一致性，是一項(xiàng)非常重要的性能指標(biāo)。（2）分度精度分度精度是指分度工作臺(tái)在分度時(shí)，實(shí)際回轉(zhuǎn)角度與指令回轉(zhuǎn)角度的差值。分度精度既影響零件加工部位在空間的角度位置，也影響孔系加工的同軸度等。（3）分辨率與脈沖當(dāng)量分辨率是指可以分辨的最小位移間隔。對(duì)測(cè)量系統(tǒng)而言，分辨率是可以測(cè)量的最小位移；對(duì)控制系統(tǒng)而言，分辨率是可以控制的最小位移增量，即數(shù)控裝置每發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào)，反映到機(jī)床移動(dòng)部件上的移動(dòng)量，一般稱(chēng)為脈沖當(dāng)量。脈沖當(dāng)量是設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床的原始數(shù)據(jù)之一，其數(shù)值的大小決定數(shù)控機(jī)床的加工精度和表面質(zhì)量。脈沖當(dāng)量越小，數(shù)控機(jī)床的加工精度和加工表面質(zhì)量越高。（4）加工精度近年來(lái)，伴隨著數(shù)控機(jī)床的發(fā)展和機(jī)床結(jié)構(gòu)特性的提高，數(shù)控機(jī)床的性能與質(zhì)量都有了大幅度的提高；普通級(jí)加工中心的加工精度達(dá)到±1.5μm，超精密級(jí)智能裝備車(chē)削機(jī)床的加工圓度已經(jīng)達(dá)到0.1μm，表面粗糙度為Ra0.3μm?？煽剌S數(shù)是指數(shù)控系統(tǒng)能夠控制的坐標(biāo)軸數(shù)目。該指標(biāo)與數(shù)控系統(tǒng)的運(yùn)算能力、運(yùn)算速度以及內(nèi)存容量等有關(guān)。目前，高檔數(shù)控系統(tǒng)的可控軸數(shù)已多達(dá)24軸。2.數(shù)控機(jī)床的可控軸數(shù)與聯(lián)動(dòng)軸數(shù)（1）主軸轉(zhuǎn)速（2）進(jìn)給速度和加速度（3）坐標(biāo)行程（4）刀庫(kù)容量和換刀時(shí)間3.數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)性能指標(biāo)《智能制造裝備機(jī)械裝配與調(diào)試》數(shù)控機(jī)床分類(lèi)目錄CONTENTS01工藝用途分類(lèi)02運(yùn)動(dòng)方式分類(lèi)03控制方式分類(lèi)01工藝用途分類(lèi)

（1）普通數(shù)控機(jī)床普通數(shù)控機(jī)床一般指在加工工藝過(guò)程中的一個(gè)工序上實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制的自動(dòng)化機(jī)床，如智能裝備銑削機(jī)床、智能裝備車(chē)削機(jī)床、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床與數(shù)控齒輪加工機(jī)床等。普通數(shù)控機(jī)床在自動(dòng)化程度上還不夠完善，刀具的更換與零件的裝夾仍需人工來(lái)完成。加工中心是帶有刀庫(kù)和自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床，它將智能裝備銑削機(jī)床、數(shù)控鏜床、數(shù)控鉆床的功能組合在一起，零件在一次裝夾后，可以將其大部分加工面進(jìn)行銑削。（2）加工中心02運(yùn)動(dòng)方式分類(lèi)

（1）點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)只控制刀具從一點(diǎn)到另一點(diǎn)的準(zhǔn)確位置，而不控制運(yùn)動(dòng)軌跡，各坐標(biāo)軸之間的運(yùn)動(dòng)是不相關(guān)的，在移動(dòng)過(guò)程中不對(duì)工件進(jìn)行加工。這類(lèi)數(shù)控機(jī)床主要有數(shù)控鉆床、數(shù)控坐標(biāo)鏜床、數(shù)控沖床等。

（2）直線(xiàn)控制數(shù)控機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)除了控制點(diǎn)與點(diǎn)之間的準(zhǔn)確位置外，還要保證兩點(diǎn)間的移動(dòng)軌跡為一直線(xiàn)，并且對(duì)移動(dòng)速度也要進(jìn)行控制，也稱(chēng)點(diǎn)位直線(xiàn)控制。這類(lèi)數(shù)控機(jī)床主要有比較簡(jiǎn)單的智能裝備車(chē)削機(jī)床、智能裝備銑削機(jī)床、數(shù)控磨床等。單純用于直線(xiàn)控制的數(shù)控機(jī)床已不多見(jiàn)。（3）輪廓控制數(shù)控機(jī)床輪廓控制的特點(diǎn)是能夠?qū)蓚€(gè)或兩個(gè)以上的運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的位移和速度同時(shí)進(jìn)行連續(xù)相關(guān)的控制，它不僅要控制機(jī)床移動(dòng)部件的起點(diǎn)與終點(diǎn)坐標(biāo)，而且要控制整個(gè)加工過(guò)程的每一點(diǎn)的速度、方向和位移量，也稱(chēng)為連續(xù)控制數(shù)控機(jī)床。這類(lèi)數(shù)控機(jī)床主要有智能裝備車(chē)削機(jī)床、智能裝備銑削機(jī)床、數(shù)控線(xiàn)切割機(jī)床、加工中心等。03控制方式分類(lèi)（1）開(kāi)環(huán)控制數(shù)控機(jī)床這類(lèi)機(jī)床不帶位置檢測(cè)反饋裝置，通常用步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)。輸入數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)數(shù)控系統(tǒng)的運(yùn)算，發(fā)出脈沖指令，使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)步距角，再通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換為工作臺(tái)的直線(xiàn)移動(dòng)，移動(dòng)部件的移動(dòng)速度和位移量由輸入脈沖的頻率和脈沖個(gè)數(shù)所決定。

（2）半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床在電機(jī)的端頭或絲杠的端頭安裝檢測(cè)元件（如感應(yīng)同步器或光電編碼器等），通過(guò)檢測(cè)其轉(zhuǎn)角來(lái)間接檢測(cè)移動(dòng)部件的位移，然后反饋到數(shù)控系統(tǒng)中。由于大部分機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)未包括在系統(tǒng)閉環(huán)環(huán)路內(nèi)，因此可獲得較穩(wěn)定的控制特性。其控制精度雖不如閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床，但調(diào)試比較方便，因而被廣泛采用。（3）閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床