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数控车床基础知识（4学时） ——工艺员培训用 基本概念及发展 数控车床的基本构成 数控车床的分类 数控车床加工特点 数控系统 一、基本概念 数字控制　是一种借助数字、字符或其他符号对某一工作过程（如加工，测量，装配等）进行可编程控制的自动化方法。 数控技术　指用数字量及字符发出指令并实现自动控制的技术 数控系统　指采用数字控制技术的控制系统 计算机数控系统　以计算机为核心的数控系统 数控机床　指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。 数控加工　泛指在数控机床上进行零件加工的工艺过程； 脉冲当量　单位脉冲作用下进给轴移动的距离．决定数控系统的精度．可由运动控制指令（自动）、按键触发或手摇脉冲发生器（手动操作） 插补运算 　　在组成轨迹的直线段或曲线段的起点和终点之间，按一定的算法进行数据点的密化工作，以确定一些中间点的方法称为“插补”。计算插补点的运算称为插补运算。 　　插补运算的任务就是把这种实时计算出的各个轴的位移指令输入伺服系统，实现成形运动。 1. 脉冲增量插补法 在计算过程中不断向各个坐标轴发出相互协调的进给脉冲，驱动坐标轴电机运动。 　 常用的有：逐点比较法与数字积分法，用于以步进电动机为驱动装置的开环数控系统。 2. 数据采样插补法 采用小段直线逼近给定轨迹，插补输出的是下一个插补周期内各轴要运动的距离，故可达到很高的速度，其中计算机通常包含在伺服控制环内。 2.按刀架数量分类 单刀架数控车床 数控车床一般都配置有各种形式的单刀架，如四工位卧动转位刀架或多工位转塔式自动转位刀架。 双刀架数控车床 这类车床的双刀架配置平行分布，也可以是相互垂直分布。 3.按控制方式分 开环控制 闭环控制 半闭环控制 4.按数控系统功能 经济型数控车床　采用步进电机和单片机对普通车床的进给系统进行改造后形成的简易型数控车床。成本较低，自动化和功能较差，精度不高。 全功能型数控车床　由专门数控系统控制，具备数控车床的各种结构特点 车削中心　在数控车床的基础上增加其他的附加坐标轴 FMC车床　数控车床、机器人组成的柔性加工单元 加工生产效率高 减轻劳动强度、改善劳动条件 对零件加工的适应性强、灵活性好，适合加工单件或小批量复杂复杂工件 加工精度高、质量稳定 有利于生产管理的现代化 易于建立计算机通信网络 四、数控系统 　　　数控车床的数控系统是由CNC装置、输入输出设备、可编程控制器（PLC）、主轴驱动装置和进给驱动装置以及位置测量系统等几部分组成。 CNC装置是数控系统的核心部分。 旋转变压器分类 按有无电刷分：接触式和无接触式 按极对数分：单对极和多对极 按输出电压与转子转角间函数关系：正余弦旋转变压器、线性旋转变压器、比例式旋转变压器及特殊函数旋转变压器 光栅的结构 组成：标尺光栅、光栅读数头 　　　标尺光栅与行程等长，通常光栅长度为1m,可接长 安装：标尺光栅一般安装在机床活动部件上（如工作台或丝杠上）光 　　　栅读数头安装在机床固定部件上。指示光栅装在光栅读数头中 特点 优点： 1）精度高 测直线：精度 0.5-3mm，分辨率 0.1mm 2）易实现动态测量和自动化测量 3）较强的抗干扰能力 缺点： 1）对环境要求高，怕振动，怕油污 2）高精度光栅制作成本高 目前多用于精密定位的数控机床，数显机床中也应用较多。 “节距”是衡量感应同步器精度的主要参数。 标准感应同步器定尺长250mm，滑尺长100mm，节距为2mm 感应同步器的安装 定尺安装在机床的不动部件上 滑尺安装在机床的移动部件上。 安装防护罩：防止切屑和油污浸入 必须保持定尺和滑尺平行、两平面的间隙约为0.25±0.05mm 同步器标准定尺长一般为250mm，可将其接长，接好后用激光干涉仪或量块加千分表进行全长误差测量，使累积误差小于等于单块定尺的最大偏差 ②光栅 它是测量数控机床工作台位移的光电检测元件，主要由光源、聚光镜、主光栅、指示光栅和光敏元件组成，多用于闭环系统。分为物理光栅（衍射光栅）和计量光栅（利用光的透射和反射现象）。按形状分为直线光栅和圆光栅。如图所示： 光栅标尺检测位移 ③磁栅 它是测量直线位移的一种数字式传感器，按结构可分为直线磁栅和圆磁栅，分别用于直线位移和角度位移的测量。原理同普通录音机。 ④光电式编码器（盘） 它是一种光学式增量式位置检测元件，是一种旋转式脉冲发生器。编码盘直接装在旋转轴上，以测出轴的旋转角度和速度变化，其输出信号为电脉冲。常用检测元件。优点：没有接触磨损，码盘寿命长，允许转速高，最外圈每片宽度可做的很小，因而精度高。缺点：结构复杂，价格高，光源寿命短。 ⑤测速发电机　　速度检测