数控机床的组成和分类

*1第一节

机床数控技术的基本概念第二节

数控机床的组成和分类第三节

数控机床的特点及适用范围*2

数控车床*3数空机床的组成*4数控铣床*5

*6加工中心*7

*8加工中心*9

*10车床的内部结构*11*12操作面板*13伺服驱动器*14第一节节机机床数数控技技术的的基本本概念念一概概述数控技技术是是解决机机械加加工问问题的的计算算机控控制技术。数字控控制(简称数数控NumericalControl)：以数字字指令令方式式控制制机床床各部部件的的相对对运动动和动动作。。数控机机床：：采用计计算机机控制制加工工运动动的机机床。。数控系系统组组成：：数控控装置置、可可编程程序控控制器器主轴轴驱动动及进进给装装置等等部分分。数控机机床是是机、、电、、液、、气、、光高高度一一体化化的产产品。。数控加加工过过程如如下图图：*15数控加加工与与传统统加工工比较较*16二、数数控机机床的的工作作流程程数控机机床根根据所所输入入的数数控加加工程程序(NC程序)，控制制机床床部件件的运运动形形成零零件加加工轮轮廓，，从而而满足足零件件形状状的要要求。。机床的的数字字控制制是由由数控控系统统完成成的。工作流流程：：1.数控加加工程程序的的编制制零件加加工前前，首首先根根据被被加工工零件件图样样所规规定的的零件件形状状、尺尺寸、、材料料及技技术要要求等等，确确定零零件的的工艺艺过程程、工工艺参参数、、几何何参数数以及及切削削用量量等，，然后后根据据数控控机床床编程程手册册规定定的代代码和和程序序格式式编写写零件件加工工程序序单。。早期的的数控控机床床还需需将零零件加加工程程序清清单由由穿孔孔机制制成穿穿孔带带以备备加工工零件件用。。较简单单的零零件，，采用用手工工编程程；形状复复杂的的零件件，用用自动动编程程。2.输入*17输入的的任务务：把把零件件程序序、控控制参参数和和补偿偿数据据输入入到数数控装装置中中去。。输入的的方法法：因因输入入设备备而异异，有有纸带带阅读读机输输入、、键盘盘输入入、磁磁带和和磁盘盘输入入以及及通信信方式式输入入。输人工工作方方式：：(1)边输入入边加加工，，即在在前一一个程程序段段加工工时，，输入入后一一个程程序段段的内内容；；(2)一次性性地将将整个个零件件加工工程序序输人人到数数控装装置的的内部部存储储器中中，加加工时时再把把一个个个程程序段段从存存储器器中调调用进进行处处理。。3.译码数控程程序包包含零零件轮轮廓信信息(如直线线、圆圆弧、、线段段的起起点和和终点点等)、加工工进给给速度度(F代码)等，加加工工工艺信信息和和其它它输助助信息息(M、S、T代码等等)。数控控程序序是一一种简简化的的代码码程序序，不不是计计算机机通用用语言言，即即不是是C、VB等。译译码就就是按按照一一定的的对应应规则则将上上述信信息转转化成成计算算机能能够识识别的的通用用数据据形式式，并并按一一定的的数据据格式式存放放在指指定的的内存存专用用区域域。在译码码过程程中对对程序序段还还要进进行语语法检检查，，有错错则立立即报报警。。4.刀具补补偿零件加加工程程序通通常是是按零零件轮轮廓轨轨迹编编制的的。*18刀具补补偿的的作用用：把把零件件轮廓廓轨迹迹转换换成刀刀具中中心轨轨迹运运动，，加工工出所所要求求的零零件轮轮廓。。刀具补补偿：：刀具具半径径补偿偿和刀刀具长长度补补偿。。5.插补插补是是判断断位置置或选选择进进给增增量的的计算算方法法。插补的的目的的是控控制加加工运运动的的大小小和方方向，，使刀刀具运运动轨轨迹近近似于于工件件零件件轮廓廓轨迹迹。插补的的作用用是根根据曲曲线方方程和和当前前坐标标，计计算下下一点点坐标标，在在起、、终点点之间间进行行“数数据点点的密密化””，计计算出出一系系列刀刀具轨轨迹坐坐标点点。一一次插插补计计算，，形成成一个个个微微小的的进给给直线线数据据段。。数控装装置根根据输输入零零件轮轮廓数数据，，通过过插补补计算算刀具具运动动轨迹迹数据据，一一边计计算一一边根根据计计算结结果向向各坐坐标轴轴发出出运动动指令令，使使机床床在相相应的的坐标标方向向上移移动一一个单单位位位移量量，将将工件件加工工成所所需的的轮廓廓形状状。*196.位置控控制和和机床床加工工位置控控制是是以位位置为为控制制对象象的控控制。。插补补是一一种位位置控控制方方法，，以位位置为为唯一一的控控制目目标，，不能能同时时控制制速度度、加加速度度，运运动是是位置置误差差的反反射，，缺乏乏统一一规划划，容容易产产生冲冲击。。位置置控控制制的的任任务务是是在在每每个个采采样样周周期期内内，，将将插插补补计计算算出出的的指指令令位位置置与与实实际际反反馈馈位位置置相相比比较较，，用用其其差差值值去去驱驱动动伺伺服服电电动动机机，，电电动动机机使使机机床床的的运运动动部部件件带带动动刀刀具具相相对对于于工工件件按按规规定定的的轨轨迹迹和和速速度度进进行行加加工工。。*20第二二节节数数控控机机床床的的组组成成和和分分类类一、、数数控控机机床床的的组组成成数控控机机床床是是以以计计算算机机数值值控控制制技技术术控控制制的的机机床床。一般般由由输输入入输输出出设设备备、、数数控控装装置置、、伺伺服服系系统统、、测测量量反反馈馈装装置置和和机机床床本本体体组组成成。。数控控机机床床的的组组成成框框图图*21数控控机机床床是是电电动动机机、、丝丝杆杆螺螺母母和和控控制制器器的的组组合合*22控制制器器组组合合*231．输输入入输输出出设设备备输入入输输出出设设备备主主要要实实现现程程序序编编制制、、程程序序和和数数据据的的输输入入以以及及显显示示、、存存储储和和打打印印。。硬硬件件配配置置视视需需要要而而定定：：功功能能简简单单的的机机床床可可能能只只配配键键盘盘和和发发光光二二极极管管(LED)显示示器器；；功功能能普普通通的的机机床床则则可可能能加加上上纸纸带带阅阅读读机机和和纸纸带带穿穿孔孔机机、、磁磁带带和和磁磁盘盘读读入入器器、、人人机机对对话话编编程程操操作作键键盘盘和和视视频频信信号号显显示示器器(CRT)；功能能较较高高的的可可能能还还包包含含有有一一套套自自动动编编程程机机或或计计算算机机辅辅助助设设计计/计算算机机辅辅助助制制造造系系统统。。2．数数控控装装置置数控装置是是数控机床床的核心。。将输入程程序转换为为输出口线线上的电压压。它接受来自自输入设备备的程序和和数据，并并按输入信信息的要求求完成数值值计算、逻逻辑判断和和输入输出出控制等功功能。数控装置通通常是指一一台专用计计算机或通通用计算机机与输人输输出接口板板所组成的的控制装置置。机床控制器器的主要作作用是实现现对机床辅辅助功能M、主轴转速速功能S和刀具功能能T的控制。*24数控装置的的主要功能能：(1)多坐标控制制(多轴联动)。(2)插补功能(直线、圆弧弧和其它插插补)。(3)程序输入、、编辑和修修改(人机对话、、手动数据据输入、上上位机通信信输入)。(4)故障自诊断断功能。(5)补偿功能：：刀具半径径补偿、刀刀具长度补补偿、传动动间隙补偿偿、螺距距误差补偿偿等。(6)信息转换功功能：EIA／ISO代码转换、、英制／米米制转换、、坐标转换换、绝对值值／增量值值转化等。。(7)多种加工方方式：可实实现多种加加工方式循循环、重复复加工、凹凹凸模加工工和镜像加加工等。(8)辅助功能：：也称M功能，用来来规定主轴轴的起停和和转向，切切削液的接接通和断开开，刀具的的更换等(9)显示功能：：用CRT或液晶屏显显示程序、、参数、各各种补偿量量、坐标位位置、故障障源以及及图形等。。(10)通信和联网网功能3．伺服系统统*25伺服系统是是接受数控控装置的指指令，驱动动机床执行行机构运动动的驱动部部件(如主轴驱动动、进给驱驱动)。组成：伺服服控制电路路、功率放放大线路和和伺服电动动机等。常用的伺服服电动机：：步进电动动机、电液液马达、直直流伺服电电动机和交交流伺服电电动机。4．测量反馈馈装置组成:测量部件和和响应的测测量电路。。作用：检测测速度和位位移，并将将信息反馈馈给数控装装置，构成成闭环控制制系统。没没有测量反反馈装置的的系统称为为开环控制制系统。常用的测量量部件：脉脉冲编码器器、旋转变变压器、感感应同步器器、光栅和和磁尺等。。5．机床本体体机床本体是是数控机床床的主体，，是用于完完成各种切切削加工的的机械部分分，包括床床身、立柱柱、主轴、、进给机构构等机械部部件。机床是被控控制的对象象，其运动动的位移和和速度以及及各种开关关量是被控控制的。数数控机床采采用高性能能的主轴及及进给伺服服驱动装置置，其机械械传动结构构得到了简简化。为保证功能能充分发挥挥，还有配配套部件（（如冷却、、排屑、防防护、润滑滑、照明等等）和辅助助装置（编编程机和对对刀仪等））。*26按运动控制制的特点分分类按伺服系统统的类型分分类按工艺方法法分类按功能水平平分类高档中档低档金属切削类类数控机床床金属成型类类及特种加加工类数控控机床开环控制的的数控机床床闭环控制的的数控机床床半闭环控制制的数控机机床点位控制数数控机床直线控制数数控机床轮廓控制的的数控机床床二、数控机床床的分类分类的目的的是掌握群群体特征*27点位控制数数控钻床加加工示意图图二维轮廓控控制数控机机床加工示示意图三维轮廓控控制数控机机床加工示示意图*28开环控制系系统示意图图半闭环控制制系统示意意图闭环控制系系统示意图图*29*30自动化程度度高，可以以减轻工人人的体力劳劳动强度加工的零件件一致性好好，质量稳稳定生产效率较较高便于产品研研制便于实现计计算机辅助助制造第三节数数控机机床的特点点及适用范范围*31一、与其它它加工设备备相比，数数控机床具具有如下特特点：1.加工零件的的适应强，，灵活性好好数控机床能能完成很多多普通机床床难以胜任任，或者根根本不可能能加工出来来的复杂型型面的零件件。这是由由于数控机机床具有多多坐标轴联联动功能，，并可按零零件加工的的要求变换换加工程序序。因此，，数控机床床首先在航航空航天等等领域获得得应用，在在复杂曲面面的模具加加工、螺旋旋桨及涡轮轮叶片的加加工中，也也得到了广广泛的应用用。*322．加工精度度高，产品品质量稳定定由于数控机机床按照预预定的程序序自动加工工，不受人人为因素的的影响，其其加工精度度由机床来来保证，还还可利用软软件来校正正和补偿误误差。因此此，能获得得比机床本本身精度还还要高的加加工精度及及重复精度度。3．生产率高高数控机床的的生产率比比普通机床床高2～3倍。尤其是是某些复杂杂零件的加加工，生产产率可提高高十几倍甚甚至几十倍倍。这是因因为数控机机床加工能能合理选用用切削用量量，机加工工时间短。。又由于其其定位精度度高，停机机检测次数数减少，加加工准备时时间也因采采用通用工工夹具而大大大缩短。。4．减少工人人劳动强度度数控机床主主要是自动动加工，自自动换刀、、开／关切切削液、自自动变速等等，其大部部分操作不不需要人工工完成，因因而改善了了劳动条件件。由于操操作失误减减少，也降降低废品率率和次品率率。*335．生产管理理水平提高高。