《機械制造工藝》課件-第5次課 數(shù)控機床分類與應用

3-3數(shù)控機床分類及應用專業(yè)課程/項目化課程機械制造工藝31.1數(shù)控機床分類數(shù)控機床品種規(guī)格繁多，分類方法不一。根據(jù)數(shù)控機床的功能、結構、組成不同可以從運動軌跡控制、伺服系統(tǒng)類型、加工工藝方法、功能水平等方面進行分類。01按工藝用途分類

按工藝用途分類（一）金屬切削類1.數(shù)控車床2.數(shù)控銑床3.數(shù)控加工中心（二）金屬成型類（三）特種加工類數(shù)控車床概述（視頻P116）組成：1.主軸箱；2.刀架；3.進給系統(tǒng)4.床身；5.液壓系統(tǒng)；6.冷卻系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)8機床床體主軸箱數(shù)控系統(tǒng)

主軸

刀塔尾座Z軸X軸防護罩手輪對車床而言,又可根據(jù)主軸的配置形式，可以分為臥式車床和數(shù)控車床；根據(jù)床身導軌結構形式，分為水平導軌和斜床身導軌數(shù)控車床，如圖1-14所示。車床分類（視頻P116）車床分類車床設備（臥車）車床設備（立車）組成：1.基礎部件；2.主軸部件；3數(shù)控系統(tǒng)；4自動換刀系統(tǒng)；5輔助裝置數(shù)控銑床銑床分類1、立式數(shù)控銑床

（主軸垂直放置）銑床分類2、臥式數(shù)控銑床（主軸水平放置）銑床分類3、立、臥兩用數(shù)控銑床（主軸即可垂直放置，也可水平放置，其狀態(tài)可以根據(jù)需要進行實時調(diào)整）加工中心概述

視頻P119組成：1.基礎部件；2.主軸部件；3數(shù)控系統(tǒng)；4自動換刀系統(tǒng)；5輔助裝置圖1-10立式加工中心圖1-11臥式加工中心加工中心加工中心圖1-12圓盤式刀庫圖1-13鏈式刀庫金屬成形類數(shù)控機床金屬成形類數(shù)控機床這是指采用擠、沖、壓、拉等成形工藝的數(shù)控機床。包括數(shù)控折彎機、數(shù)控組合沖床、數(shù)控彎管機、數(shù)控壓力機等。這類機床起步晚，但目前發(fā)展很快。全自動數(shù)控彎管機視頻,科技,機械,好看視頻()（3）數(shù)控特種加工機床如數(shù)控線切割機床、死貴不導電刀具材料PCD高效線切割,科技,機械,好看視頻()精密線切割加工，可能只是偽科技，加工并沒有想象中那么復雜,科學,科普,好看視頻()數(shù)控電火花加工機床、數(shù)控火焰切割機床、電火花加工,科技,機械,好看視頻()數(shù)控激光切割機床等。近距離觀看激光切割技術，切割過程看得好舒服,科技,機械,好看視頻()（4）其他類型的數(shù)控機床如數(shù)控三坐標測量儀、數(shù)控對刀儀、數(shù)控繪圖儀等。特種加工類數(shù)控機床02按運動軌跡分類1.按運動軌跡控制方式分類（1）點位控制數(shù)控機床：點位控制數(shù)控機床只要求控制機床的移動部件從某一位置移動到另一位置的準確定位，而對于兩位置之間的運動軌跡不作嚴格要求，在移動過程中刀具不進行切削加工，如圖1-4所示。運動軌跡分類（2）直線控制數(shù)控機床直線控制數(shù)控機床的特點是除了控制點與點之間的準確定位外，還要保證兩點之間移動的軌跡是一條與機床坐標軸平行的直線，而且對移動的速度也要進行控制，因為這類數(shù)控機床在兩點之間移動時要進行切削加工，如圖1-5所示。具有直線控制功能的數(shù)控機床有比較簡單的數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床等。單純用于直線控制的數(shù)控機床并不多見。運動軌跡分類運動軌跡分類（3）輪廓控制數(shù)控機床輪廓控制又稱連續(xù)軌跡控制，這類數(shù)控機床能夠?qū)蓚€或兩個以上的運動坐標的位移及速度進行連續(xù)相關的控制，因而可以進行曲線或曲面的加工，如圖1-6所示。具有輪廓控制功能的數(shù)控機床有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心等。運動軌跡分類3軸聯(lián)動，(3軸控制)4軸控制5軸聯(lián)動加工運動軌跡分類03伺服系統(tǒng)控制方式分類1.3.2按伺服系統(tǒng)類型分類（1）開環(huán)控制系統(tǒng)：開環(huán)控制系統(tǒng)是指不帶反饋的控制系統(tǒng)，即系統(tǒng)沒有位置反饋元件，通常用功率步進電動機或電液伺服電動機作為執(zhí)行機構。輸入的數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)控系統(tǒng)的運算，發(fā)出指令脈沖，通過環(huán)行分配器和驅(qū)動電路，使步進電動機或電液伺服電動機轉(zhuǎn)過一個步距角，再經(jīng)過減速齒輪帶動絲杠旋轉(zhuǎn)，最后轉(zhuǎn)換為工作臺的直線移動。伺服系統(tǒng)控制方式分類（2）半閉環(huán)控制系統(tǒng)：如圖1-8所示，半閉環(huán)控制系統(tǒng)是在開環(huán)系統(tǒng)的絲杠上裝有角位移測量裝置(如感應同步器和光電編碼器等)，通過檢測絲杠的轉(zhuǎn)角間接地檢測移動部件的位移，然后反饋到數(shù)控系統(tǒng)中，由于慣性較大的機床移動部件不包括在檢測范圍之內(nèi)，因而稱為半閉環(huán)控制系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)中，閉環(huán)回路內(nèi)不包括機械傳動環(huán)節(jié)，因此可獲得穩(wěn)定的控制特性。而機械傳動環(huán)節(jié)的誤差可用補償?shù)霓k法消除，因此仍可獲得滿意的精度。中檔數(shù)控機床廣泛采用半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)控制方式分類（3）閉環(huán)控制系統(tǒng)：閉環(huán)控制系統(tǒng)是在機床移動部件上直接裝有位置檢測裝置，將測量的結果直接反饋到數(shù)控裝置中，與輸入的指令位移進行比較，用偏差進行控制，使移動部件按照實際的要求運動，最終實現(xiàn)精確定位，其原理如圖1-9所示。因為把機床工作臺納入了位置控制環(huán)，所以稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以消除包括工作臺傳動鏈在內(nèi)的運動誤差，因而定位精度高、調(diào)節(jié)速度快。但由于該系統(tǒng)受進給絲杠的拉壓剛度、扭轉(zhuǎn)剛度、摩擦阻尼特性和間隙等非線性因素的影響，給調(diào)試工作造成較大的困難。如果各種參數(shù)匹配不當，將會引起系統(tǒng)振蕩，造成不穩(wěn)定，影響定位精度?？梢?，閉環(huán)控制系統(tǒng)復雜并且成本高，故適用于精度要求很高的數(shù)控機床，如精密數(shù)控鏜銑床、超精密數(shù)控車床等。伺服系統(tǒng)控制方式分類伺服系統(tǒng)控制方式分類功能水平分類1.3.4按功能水平分類（1）經(jīng)濟型數(shù)控機床：經(jīng)濟型數(shù)控機床的進給伺服驅(qū)動一般是由步進電動機實現(xiàn)的開環(huán)驅(qū)動，功能簡單，價格低廉，精度中等，能滿足加工形狀比較簡單的直線、圓弧及螺紋加工。一般控制軸數(shù)在3軸以下，脈沖當量（機床分辨率）多為10μm，快速進給速度小于10m／min。（2）中檔型數(shù)控機床：中檔型數(shù)控機床也稱為普及型數(shù)控機床，是采用交流或直流伺服電動機實現(xiàn)半閉環(huán)驅(qū)動．能實現(xiàn)4軸或4軸以下聯(lián)動控制，脈沖當量為1μm。進給速度為15~24m/min，一般采用16位或32位處理器，具有RS232C通信接口、DNC接口和內(nèi)裝PIC。具有圖形顯示功能及面向用戶的宏程序功能。（3）高檔型數(shù)控機床：高檔型數(shù)控機床。高檔型數(shù)控機床是指加工復雜形狀的多軸聯(lián)動數(shù)控機床或加工中心功能強，工序集中，自動化程度高，柔性高。1、數(shù)控技術、數(shù)控機床、數(shù)控加工、數(shù)控加工程序等幾個名詞；2、數(shù)控機床由輸入輸出裝置、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、測量反饋裝置和機床本體組成。數(shù)控機床的工作原理。3、數(shù)控機床常用的分類方法與各自分類類型，按運動軌跡控制方式、伺服系統(tǒng)類型分類、