第一章数控机床简介课件.ppt

1、数字控制，简称数控NC，是利用数字化信息对机床运动及加工进行控制的一种方法。 2、数控机床是采用数字控制技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床，或者说是装备了数控系统的机床。 二、数控机床的工作流程 1、输入输出设备 将零件加工信息传送到数控装置。 2、数控系统 数控系统是整个数控机床的核心 3、伺服系统 伺服系统是数控系统和机床本体之间的电传动联系环节，主要由伺服电机、伺服控制电路、功率放大线路组成。 4、测量反馈装置 反馈装置由测量部件和响应的测量电路组成，其作用是检测速度和位置，并将信息反馈给数控装置，构成闭环控制系统。 5、机床本体 机床本体是数控机床的机械结构实体，也用于 完成各种切割加工的机械部分，包括床身，立柱，主轴、进给机构等机械部件。 6、辅助装置 二、数控机床的分类1、按运动轨迹分类 1、点位控制数控机床 它的特点是刀具相对工件的移动过程中，不进行切削加工，对定位过程中的运动轨迹没有严格要求，只要求从一坐标点到另一坐标点的精确定位。如数控坐标镗床、数控钻床、数控冲床、数控点焊机和数控测量机等都采用此类系统。 2、直线控制数控机床 这类控制系统的特点是除了控制起点与终点之间的准确位置外，而且要求刀具由一点到另一点之间的运动轨迹为一条直线，并能控制位移的速度，因为这类数控机床的刀具在移动过程中要进行切削加工。直线控制系统的刀具切削路径只沿着平行于某一坐标轴方向运动，或者沿着与坐标轴成一定角度的斜线方向进行直线切削加工。 3、轮廓控制数控机床 也称连续控制系统。其特点是能够同时对两个或两个以上的坐标轴进行连续控制。加工时不仅要控制起点和终点位置，而且要控制两点之间每一点的位置和速度，使机床加工出符合图纸要求的复杂形状（任意形状的曲线或曲面）的零件。它要求数控机床的辅助功能比较齐全。CNC装置一般都具有直线插补和圆弧插补功能。如数控车床、数控铣床、数控磨床、数控加工中心、数控电加工机床、数控绘图机等都采用此类控制系统。 这类数控机床绝大多数具有两坐标或两坐标以上的联动功能，不仅有刀具半径补偿、刀具长度补偿功能，而且还具有机床轴向运动误差补偿，丝杠、齿轮的间隙补偿等一系列功能。 2、按伺服系统分类 1）开环控制数控机床 这种控制方式不带位置测量元件，其驱动电机为步进电机。数控装置根据信息载体上的指令信号，经控制运算发出指令脉冲，使伺服驱动元件转过一定的角度，并通过传动齿轮、滚珠丝杠螺母副，使执行机构(如工作台)移动或转动。图1-2为开环控制系统的框图。这种控制方式没有来自位置测量元件的反馈信号，对执行机构的动作情况不进行检查，指令流向为单向，因此被称为开环控制系统。 2）闭环控制数控机床 这是一种自动控制系统，其中包含功率放大和反馈，使输出变量的值响应输入变量的值。数控装置发出指令脉冲后，当指令值送到位置比较电路时，此时若工作台没有移动，即没有位置反馈信号时，指令值使伺服驱动电动机转动，经过齿轮、滚珠丝杠螺母副等传动元件带动机床工作台移动。装在机床工作台上的位置测量元件，测出工作台的实际位移量最后，反馈到数控装置的比较器中与指令信号进行比较，并用比较后的差值进行控制。若两者存在差值，经放大器放大后，再控制伺服驱动电动机转动，直至差值为零时，工作台才停止移动。这种系统称为闭环伺服系统。闭环伺服系统的优点是精度高、速度快。主要用在精度要求较高的数控镗铣床、数控超精车床、数控超精镗床等机床上。 3）半闭环控制数控机床 这种控制系统不是直接测量工作台的位移量，而是通过旋转变压器、光电编码盘或分解器等角位移测量元件，测量伺服机构中电动机或丝杠的转角，来间接测量工作台的位移。这种系统中滚珠丝杠螺母副和工作台均在反馈环路之外，其传动误差等仍会影响工作台的位置精度，故称为半闭环控制系统。 半闭环伺服系统介于开环和闭环之间，由于角位移测量元件比直线位移测量元件结构简单，因此装有精密滚珠丝杠螺母副和精密齿轮的半闭环系统被广泛应用。目前已经把角位移测量元件与伺服电动机设计成一个部件，使用起来十分方便。半闭环伺服系统的加工精度虽然没有闭环系统高，但是由于采用了高分辨率的测量元件，这种控制方式仍可获得比较满意的精度和速度。系统调试比闭环系统方便，稳定性好，成本也比闭环系统低，目前，大多数数控机床采用半闭环伺服系统。 4）按工艺用途分类 1、金属切削类数控机床有数控的车床、铣床、磨床与齿轮加工机床等。 2、数控金属成型机床有数控的冲压机、弯管机、裁剪机等。 3、特种加工机床有数控的电火花切割机、火焰切割机、点焊机、激光加工机等。 4、其他类型的数控机床有数控对刀仪、数控绘图仪等。 数控机床是按数字形式给出的指令进行加工的，一般情况下工作过程不需要人工干预，这就