数控机床原理及应用 绪论

数控机第一章绪论数控人才需求“蓝领层”数控技术人才：承担数控机床的具体操作及日常简单维护工作的技术工人。“灰领层”数控技术人才：

承担数控编程的工艺员和数控机床维护、维修人员。“金领层”数控技术人才：

具备并精通数控操作、数控工艺编程和数控机床维护、维修所需要的综合知识，积累了大量实际经验，知识面广。数控人才知识结构“蓝领型”：以传统的机械制造技术为基础，学习，掌握“数控机床原理及应用基础”和“数控加工编程技术”，掌握“CAD/CAM”软件。

“灰领型”：

编程工艺员，应具有良好的数学基础，熟悉产品的三维设计，产品的加工工艺；

维修人员，以机、电、光和液（气）控制技术为基础，掌握数控机床维护与维修的技术和技能。

“金领型”：有较扎实的专业基础，较全面地掌握数控设备的相关原理与技术，具备数控设备研制与开发能力，掌握网络技术，有较高的外语水平。未来数控人才需求课程介绍普通机床概论部分：典型机床：C6140车床、M1432A磨床、铣床其它机床：钻床、镗床等目的：了解通用机床的主要类型、性能及工艺范围熟悉典型机床的工作原理、传动、运动及结构能够合理选择和使用机床及常用机床辅具。

掌握认识机床和分析机床的方法和步骤课程介绍数控机床部分：通过数控机床的结构和工作原理的介绍，使同学们1、熟悉数控机床机械的结构和工作原理，掌握数控机床对一些机械部件的要求。2、使学生了解数控系统、伺服驱动系统的基本组成及原理，为今后更好地使用机床和维护数控机床奠定基础。3、初步掌握数控机床选型、安装、调试、验收的的知识、验收机床精度的方法。第一章绪论第一节数控机床的基本组成及工作原理一、数控机床的产生原因—社会生产发展（军备竞赛的产物）目的—解决单件、中小批量精密复杂零件的加工问题自动机床

组合机床二、概念：数字控制：是指用数字信息控制机械运动。数控机床：是一种装有程序控制系统（数控系统）的高效自动化机床。它综合了综合了计算机、自动控制、精密测量、机床的机构设计与制造等方面的最新成果。数控系统：数控设备的数据处理和控制电路以及伺服机构等统称数控控制系统。它由程序输入\输出设备、计算机数字控制装置、可编程控制器、主轴进给及驱动装置等组成。三、计算机数数控的发展12/12/2022从1952年年至今，数控控机床按数控控系统的发展展经历了五代代。第一代：1955年年数控系统统以电子管组组成，体积大大，功耗大。。第二代：1959年年数控系统统以晶体管组组成，广泛采采用印刷电路路板。出现带带自动换刀装装置的数控机机床，称为加加工中心。第三代：1965年年数控系统统采用小规模模集成电路，，其特点是体体积小，功耗耗低，可靠性性有了提高。。1970年采采用小型计算算机控制的计计算机数控系系统（简称CNC），，使数控装置置进入了以小小型计算机化化为特征的第四代。其部分功能能由软件实现现。1974年，，研制成功使使用微处理器器和半导体存存贮器的微型型计算机数控控装置（简称称MNC）），这是第五代数控系统。使使实现真正意意义上机电一一体化成为可可能。三、计算机数数控的发展（（续）四、基本结构构及工作原理理控制介质输入装置数控装置伺服驱动装置置机床主运动机构进给运动机构辅助动作机构位置检测数控机床的基基本结构辅助控制装置置1、控制介质质控制介质是记记录零件加工工程序的媒介介2、输入装置置将所输入的程程序载体上的的数控程序变变成相应的电电脉冲信号，，传送并存入入数控装置内内。3、数控装置置数控装置是接接受输入装置置送来的脉冲冲信号，经过过编译、运算算和逻辑处理理后，输出指指令控制机床床的各个部分分，按程序动动作的装置。。4、伺服驱动动装置伺服驱动装置置的作用是把把来自CNC装置的各种种指令（脉冲冲信号），经经过功率放大大后，驱动电电动机运转，，通过机械传传动装置拖动动工作台或刀刀架运动。伺服驱动装置置包括驱动部部分和执行机机构两大部分分。在数控机床的的伺服驱动机机构中，常用用的驱动元件件有功率步进进电机、直流流伺服电机和和交流伺服电电机，后二者者都带有感应应同步器、编编码器等位置置检测元件。。作用：检测机机床的运动方方向、速率、、距离等参数数，并将物理理量转变成电电信号显示出出来或送给机机床数控装置置，使数控装装置能够校核核机床的工作作情况及实际际位置是否与与指令一致，，并由机床数数控装置发出出指令，纠正正产生的误差差。6、辅助控制制装置5、反馈检测测系统组成：由主运运动部件、进进给运动部件件（工作台、、拖板以及相相应的传动机机构）、支承承件（立柱、、床身等）以以及特殊装置置（刀具自动动交换系统工工件自动交交换系统）和和辅助装置（（如排屑装置置等）。7、机床第二节、数控控机床的分类类1、按加工工工艺分类普通数控机床床：如：数控车床床、数控铣床床、数控磨床床、数控钻床床等等加工中心：带带刀库和自动动换刀装置如：车削中心心、加工中心心金属成型类数数控机床如：数控折弯弯机、数控弯弯管机、数控控回转头压力力机。数控特种加工工机床如：数控线切切割机床、数数控电火花加加工机床、数数控激光切割割机床。其它：三坐标标测量机、机机械手（工业业机器人）、、自动绘图机机等2、按机床运运动轨迹分类类点位控制数控控机床为点到点精确确定位运动，，运动过程中中不进行任何何加工。这类类机床有数控控钻床、数控控坐标镗床、、数控冲剪床床、数控测量量机等。直线控制数控控机床除点到点的准准确位置之外外，还要保证证两点之间移移动的轨迹是是直线，而且且对移动的速速度也要进行行控制，以便便适应随工艺艺因素变化的的不同需要。。简易数控车床床、数控镗铣铣床，一般有有23个可控坐标标轴，但同时时控制的坐标标轴只有一个个。轮廓控制的数数控机床能够对两个或或两个以上运运动坐标的位位移及速度进进行连续相关关的控制，因因而可进行曲曲线或曲面的的加工。3、按驱动装装置的类型分分类开环控制数控控机床特点：结构简简单，步进驱驱动、步进电电机，无位置置速度反馈半闭环控制数数控机床特点：精度较较高，采用交交流或直流伺伺服驱动及伺伺服电机，有有角位移、角角速度检测装装置，结构紧紧凑闭环控制数控控机床特点：精度高高，采用交流流或直流伺服服驱动及伺服服电机，有直直线位移、速速度检测装置置，价格贵，，调试困难混合控制数控控机床开环补偿型半闭环补偿型型第三节数控控机床的特点点及应用范围围数控机床特点点1.复杂零件件加工2.高精精度3.加工稳稳定可靠4.高高柔性5.高生生产率6.劳动动条件好7.有有利于管理现现代化8.投资资大，使用费费用高9.生产产准备工作复复杂10.维修修困难数控机床的应应用范围1、多品种小小批量生产的的零件2、结构比较较复杂的零件件3、需要频繁繁改型的零件件4、价值昂贵贵，不允许报报废的关键零零件5、需要最短短生产周期的的急需零件