数控机床设备及操作

1、1基础技能提升培训2上一讲基础工艺我们了解了如何进行工艺规划和分析的相关基础理论，重点学习了金属切削原理、刀具相关知识以及基准和定位相关知识。下面我们进入数控机床设备及操作，了解数控机床的一般构成、分类、关键结构，学习一些操作方法，探讨操作技巧，并学习故障排除手册及维护相关知识。3我们看下面几个图：4 如何实现对机床迅速而准确的操作，对故障进行有效判断是我们该讲的目的。数控机床的基础知识机械原理的基础知识机床操作故障诊断和消除点检及设备保养5第1代数控机床：1952年1959年采用电子管元件构成的专用数控装置（NC）。第2代数控机床：从1959年开始采用晶体管电路的NC系统。第3代数控机床：从

2、1965年开始采用小、中规模集成电路的NC系统。第4代数控机床：从1970年开始采用大规模集成电路的小型通用电子计算机控制的系统（CNC）。第5代数控机床：从1974年开始采用微型计算机控制的系统（MNC）。 6数控机床的组成数控机床的组成 控制介质控制介质 数控机床工作时，不需要操作工人直接操纵机床，但机床又必须执行人的意图，这就需要在人与机床之间建立某种联系，这种联系的中间媒介物即称为控制介质。 数控系统数控系统 数控装置是一种控制系统，是数控机床的中心环节。它能自动阅读输入载体上事先给定的数字，并将其译码，从而使机床进给并加工零件，数控系统通常由输入装置、控制器、运算器和输出装置4大部分

3、组成 。7数控机床的组成数控机床的组成 伺服系统伺服系统 伺服系统由伺服驱动电动机和伺服驱动装置组成，它是数控系统的执行部分。伺服系统接受数控系统的指令信息，并按照指令信息的要求带动机床的移动部件运动或使执行部分动作，以加工出符合要求的工件。每一个脉冲使机床移动部件产生的位移量叫做脉冲当量。目前所使用的数控系统脉冲当量通常为0.001mm/脉冲。 辅助控制系统辅助控制系统辅助控制系统是介于数控装置和机床机械、液压部件之间的强电控制装置。 机床本体机床本体 机床本体是数控机床的主体，由机床的基础大件（如床身、底座）和各运动部件（如工作台、床鞍、主轴等）所组成。8数控机床的关键结构部件数控机床的关

4、键结构部件 伺服系统驱动电机伺服系统驱动电机1）步进电动机 2）直流伺服电动机）交流伺服电动机 位置检测装置位置检测装置1）感应同步器2）光栅3）磁栅4）旋转变压器5）脉冲编码器6）测速发电机 进给运动传动部件进给运动传动部件滚珠丝杠螺母副回转运动与直线运动相互转换 CRT显示及其接口显示及其接口 数控机床通信数控机床通信RS-232接口接口9刀具补偿原理刀具补偿原理 刀具长度补偿刀具长度补偿长度补偿是用来实现刀尖圆弧中心轨迹与刀架参考点之间的转换 刀具半径补偿刀具半径补偿轮廓加工时要使刀具的中心偏移零件外轮廓表面一个刀具半径值，这个便宜叫做刀具半径补偿半径补偿三个步骤：刀补建立、刀补执行、刀

5、补撤销终点判别 10数控机床的工作原理数控机床的工作原理 逐点比较法直线插补逐点比较法直线插补直线插补计算原理偏差计算公式Fm=ymxexmye 逐点比较法圆弧插补逐点比较法圆弧插补圆弧插补计算原理偏差计算公式Fm=Rm2R2= xm2+ym2R2 插补计算过程 1）偏差判断2）坐标进给3）偏差计算4）终点判别 11按控制系统的特点分类按控制系统的特点分类1点位控制数控机床点位控制数控机床 数控坐标镗床、数控钻床、数控点焊机和数控折弯机等，其相应的数控装置称为点位控制数控装置2直线控制数控机床直线控制数控机床 数控车床、数控磨床和数控镗铣床等，相应的数控装置称为直线控制装置。3轮廓控制数控机床

6、轮廓控制数控机床 数控车床、数控铣床、加工中心等。其相应的数控装置称为轮廓控制装置。12按进给伺服系统的类型分类按进给伺服系统的类型分类1开环进给伺服系统数控机床开环进给伺服系统数控机床不带有位置检测元件，伺服驱动元件一般为步进电动机。2半闭环进给伺服系统数控机床半闭环进给伺服系统数控机床半闭环进给伺服系统是将位置检测元件安装在伺服电动机的轴上或滚珠丝杠的端部，不直接反馈机床的位移量，而是检测伺服机构的转角，将此信号反馈给数控装置进行指令值比较，用差值控制伺服电动机。3闭环进给伺服系统数控机床闭环进给伺服系统数控机床闭环进给控制系统带有位置检测元件，随时可以检测出工作台的实际位移，并反馈给数控

7、装置，并与设定的指令值进行比较，利用其差值控制伺服电动机，直至差值为零为止。13按可控制联动的坐标轴分类按可控制联动的坐标轴分类1两坐标联动两坐标联动2三坐标联动三坐标联动3两轴半坐标联动两轴半坐标联动4. 多坐标联动多坐标联动 14按工艺用途分类按工艺用途分类1金属切削类数控机床金属切削类数控机床数控车床、数控钻床、数控铣床、数控磨床、数控镗床以及加工中心。 2金属成型类数控机床金属成型类数控机床数控折弯机、数控组合冲床和数控回转头压力机等。3数控特种加工机床数控特种加工机床数控线（电极）切割机床、数控电火花加工机床、火焰切割机和数控激光切割机床等4.其他类型的数控机床其他类型的数控机床数控

8、三坐标测量机等。15特点：迅速交换刀具、能多工序连续加工、部分有旋转工作台分类：卧式、立式、五面体加工中心规格：台面尺寸、台面高度、进给速度、快进速度、工件最大质量、各轴行程、主轴和台面距离、主电机功率、定位精度、重复定位精度、主轴转速、刀柄结构、刀库容量、刀具选择方式、刀具最大质量、需要空气压力等16主传动系统：交流主电动机-多锲带传动-主轴刀具的自动夹紧和放松、主轴轴承、准停装置、自动吹屑进给传动系统 交流伺服电机-联轴器-滚珠丝杠副-各轴进给支承导轨为滑块式直线滚动导轨，进给为滚珠丝杠螺母副自动换刀系统 分析GROB的动作17 18机床零点是机床厂家设定的，是机床坐标系的原点，同时也是其

9、他坐标系的基点。参考点通常设置在机床各轴靠近正向极限的位置上。（有时与机床零点重合）行程极限：软极限、硬极限硬极限的行程极限是由行程开关完成的软极限是通过设置机床各轴在机床坐标系内移动的最大和最小值来完成的。软极限应该在硬极限里面19传动反向间隙 采用调整和预紧的方法，减少间隙，半闭环、开环可以设定间隙值进行补偿螺距误差补偿 将数控机床某轴的指令位置和高精度的位置检测系统所测的实际位置比较，计算全行程的误差分布曲线，将误差输入数控系统进行补偿（激光干涉仪）（仅用于半闭环）摩擦力和切削力产生的弹性间隙（无法补偿）位置环跟随误差伺服刚性20分段无级调速目的：低速 增大扭矩 高速 达到高速控制：齿轮

10、自动变速 液压拨叉 电磁离合器变速主轴准停机构 ：主轴停止时，处于固定位置。（刀具安装位置可靠、让刀退刀）机械准停电气准停：磁传感器准停、编码器型主轴准停、数控系统准停（类似于C轴）21M功能 段前 I M03/04 主轴转 段后 A M05/00 主轴停 本段 C M06 换刀 模态 H M10/11 夹紧松开 S功能 PLC完成传动单元变速逻辑控制和数字转速指令功能，CNC根据给定的数字量产生对应的模拟电压值，用于主轴驱动回路的控制T功能 随机存储换刀控制和固定存取换刀控制22制作工具：以下工具多数用于制作简单零部件划线工具锉削工具据割工具铲刮工具研磨工具校直及折弯工具拆装工具：扳具（活动、开口、梅花、内角、扭力、拉马之类的）、起具（一字、十字、电钻等）、钳具（虎钳、钻夹头、V型铁等）夹具：专用夹具、非专用夹具（2个木头压一压也可称为夹具）量具：普通量具、精密量具、专用量具例：游标卡尺、水平仪、塞尺辅助工具：千斤顶、焊接设备、各种车床等2324252627840D系统操作说明书诊断说明书点检说明书内燃机原理（视