第一课数控机床概述.ppt

第一章 数控机床概述 §1.1 数控机床的基本工作原理§1.2 数控机床分类 §1.3 数控机床发展概况 练习与思考 §1.1 数控机床的基本工作原理 一、数控机床的组成 二、数控机床加工的基本工作原理 三、数控机床加工特点 四、数控机床的应用范围 ? 一、数控机床的组成 数控机床主要由以下几个部分组成： 机床本体 数控系统 （CNC装置） 驱动装置 辅助装置 ? 机床本体 是数控机床加工运动的机械部分，主要包括支承部件（床身、立柱等）、主运动部件（主轴箱）、进给运动部件（工作台滑板、刀架）等。 数控系统 （CNC装置） 是数控机床的控制核心，一般是一台专用的计算机。 ? 驱动装置 是数控机床执行机构的驱动部分，包括主轴电机、进给伺服电机等。 辅助装置 指数控机床的一些配套部件，包括刀库、液压、气动装置、冷却系统、排屑装置、夹具、换刀机械手等。 ? 机床数控系统基本工作流程 1．数控系统即位置控制系统的三个基本功能 1）输入功能 指零件加工程序和各种参数的输入。 2）插补功能 在加工零件的实际轮廓或轨迹的已知点之间确定一些中间点的方法。通常在给定直线或圆弧的起点和终点之间进行密化。 3）伺服控制 将计算机送出的位置进给脉冲或进给速度指令，经变换和放大后化为伺服电机（步进或直、交流电机）的转动，从而带动机床工作台移动。 ? 2．数控系统的工作过程 对输入的零件加工程序、控制参数、补偿数据等进行识别和译码，并执行所需要的逻辑运算，发出相应的指令脉冲，控制机床的驱动装置，操作机床实现预期的加工功能。 3. 主轴控制单元 主要控制机床主轴的旋转运动。 4. 进给控制单元 进给驱动装置是由交、直流电机、速度检测元件和速度控制元件组成。 速度控制单元主要控制机床各坐标轴的切削进给运动。 5. 可编程逻辑控制器 是一种专为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。PLC处于计算机控制装置与机床之间，对计算机控制装置和机床的输入输出信号进行处理，实现辅助功能M、主轴转速S及刀具功能T的控制和译码。即按照预先规定的逻辑顺序对诸如主轴的启停、转向、转速、刀具的更换、工件的夹紧松开、液压、冷却、润滑、气动等进行控制。 二、数控机床加工的基本工作原理 数控机床加工时，是根据工件图样要求及加工工艺过程，将所用刀具及机床各部件的移动量、速度及动作先后顺序、主轴转速、主轴旋转方向及冷却等要求，以规定的数控代码形式，编制成程序单，并输入到机床专用计算机中。然后，数控系统根据输入的指令，进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种信号和指令，控制机床各部分进行规定的位移和有顺序的动作，加工出各种不同形状的工件。 ? 三、数控机床加工特点 1. 适应性强 2. 精度高 3. 效率高 4. 减轻劳动强度、改善劳动条件 ? 1.适应性强 灵活、通用、万能，可加工不同形状的工件。能完成钻、镗、锪、铰、铣削、车削、攻螺纹等加工。 ? 2.?精度高 目前数控装置的脉冲当量（每输出一个脉冲后滑板的移动量称为脉冲当量）一般为0.001mm，高精度的数控系统可达0.0001mm。而切削进给传动链的反向间隙与丝杠螺距误差等均可由数控装置进行补偿，因此，数控机床能达到比较高的加工精度，一般可达0.005～0.1mm。对于中、小型数控机床，定位精度普遍可达到0.03mm，重复定位精度为0.01mm。数控机床的自动加工方式不但可避免人工操作误差，工件加工的质量稳定，更重要的是可进行复杂曲面的加工。 ? 3.???效率高 与普通机床相比可提高生产效率3～5倍。对于复杂成型面的加工，生产效率可提高十倍，甚至几十倍。? 4.?减轻劳动强度、改善劳动条件 利用数控机床进行加工，只需按图样要求编制加工程序，然后输入并调试程序，安装坯件进行加工，观察监视加工过程并装卸零件。除此之外，不需要进行繁重的重复性手工操作，劳动强度与紧张程度可大为减轻，劳动条件也相应得到改善。? 四、数控机床的应用范围 数控机床是一种高度自动化的机床，有一般机床所不具备的许多优点，所以数控机床的应用范围在不断扩大，但数控机床的技术含量高，成本高，使用维修都有一定难度，若从最经济的方面考虑，数控机床适用于加工： 1．多品种小批量零件（合理生产批量为10～100件之间）； 2.结构较复杂，精度要求较高或必须用数学方法确定的复杂曲线、曲面等零件 。? 3．需要频繁改型的零件； 4．钻、镗、铰、锪、攻丝及铣削工序联合进行的零件，如