第一章 数控机床基础知识

第一章数控机床基础§1—1数控机床概述§1—2数控机床

的分类及常见数控机床简介§1—3数控机床坐标系

§1—1数控机床概述一、数控技术的基本概念二、数控机床的组成三、数控机床的工作过程四、数控机床的特点§1—1数控机床概述1．数字控制2．数控技术3．数控系统4．计算机数控系统5．数控机床一、数控技术的基本概念二、数控机床的组成§1—1数控机床概述§1—1数控机床概述数控车床外观图§1—1数控机床概述立式数控铣床外观图

控制介质—将零件加工信息传送到数控装置中的程序载体。1．控制介质移动硬盘U盘闪存卡§1—1数控机床概述

2．数控装置§1—1数控机床概述数控机床的核心。数控装置输入装置控制运算器输出装置伺服机构—数控机床的执行机构，由驱动装置和执行部件两大部分组成。

3．伺服系统伺服电动机

驱动装置

§1—1数控机床概述进给伺服系统主轴伺服系统伺服系统4．测量反馈装置§1—1数控机床概述实际位置速度参数测量元件电信号转换反馈CNC装置指令位置：安装在数控机床的工作台或丝杠上。纠正误差工作原理§1—1数控机床概述5．机床主体机床主体机械部件辅助装置床身主轴进给机构冷却润滑换刀夹紧三、数控机床的工作过程§1—1数控机床概述§1—1数控机床概述四、数控机床的特点1．加工零件适应性强，灵活性好2．加工精度高，产品质量稳定3．综合功能强，生产效率高4．自动化程度高，减轻工人劳动强度5．生产成本降低，经济效益好6．数字化生产，管理水平提高5．生产成本降低，经济效益好§1—2数控机床分类及常见数控机床简介一、数控机床的分类二、常见数控机床简介一、数控机床的分类1．按加工路线分类

（1）点位控制数控机床控制从一点到另一点位置的精确定位。§1—2数控机床分类及常见数控机床简介（2）直线控制数控机床控制工作台以给定的速度，沿平行坐标轴方向进行直线切削加工运动。§1—2数控机床分类及常见数控机床简介（3）轮廓控制数控机床控制加工过程中每一点的速度、方向和位移量，运动轨迹是任意的直线、圆弧、螺旋线等。§1—2数控机床分类及常见数控机床简介2．按控制方式分类

（1）开环控制数控机床无检测反馈装置，不检测运动的实际位置，即没有位置反馈信号。§1—2数控机床分类及常见数控机床简介根据有无检测装置分类开环控制闭环控制全闭环控制半闭环控制（2）全闭环控制数控机床

原理：安装在工作台上的检测元件将工作台实际位移量反馈到计算机中，与所要求的位置指令进行比较，用比较的差值进行控制，直到差值消除为止。§1—2数控机床分类及常见数控机床简介（3）半闭环控制数控机床

原理：采用转角位移检测元件，推算出工作台的实际位移量，反馈到计算机中进行位置比较，用比较的差值进行控制。§1—2数控机床分类及常见数控机床简介§1—2数控机床分类及常见数控机床简介3．按加工方式分类（1）金属切削类数控机床（2）金属成形类数控机床（3）数控特种加工机床（4）其他类型的数控机床二、常见数控机床简介1．数控车床§1—2数控机床分类及常见数控机床简介

数控车床是一种用于完成车削加工的数控机床，主要用于旋转体工件的加工。2．数控铣床§1—2数控机床分类及常见数控机床简介

数控铣床是一种用于完成铣削加工或镗削加工的数控机床。3．加工中心§1—2数控机床分类及常见数控机床简介

加工中心带有刀库，具有自动换刀功能，是对工件一次装夹后进行多工序加工的数控机床。4．数控磨床

数控磨床是利用磨具对工件表面进行磨削加工的数控机床。

主要用途：加工高硬度、高精度表面。§1—2数控机床分类及常见数控机床简介5．数控钻床

数控钻床主要具备钻孔、攻螺纹等功能，同时也具备简单的铣削功能，刀库可存放多种刀具。§1—2数控机床分类及常见数控机床简介6．数控电火花成形机床

工作原理：是利用两个不同极性的电极在绝缘液体中产生放电现象，去除材料进而完成加工。§1—2数控机床分类及常见数控机床简介7．数控线切割机床

工作原理与数控电火花成形机床一样，其电极是电极丝，加工液一般采用去离子水。§1—2数控机床分类及常见数控机床简介§1—3数控机床坐标系一、坐标系确定原则二、坐标轴的确定三、工件坐标系四、数控机床上的有关点§1—3数控机床坐标系

在数控机床上，应该如何描述机床的运动？一、坐标系确定原则1．刀具相对于静止工件而运动的原则2．标准坐标（机床坐标）系的规定§1—3数控机床坐标系3．运动方向的规定右手笛卡儿直角坐标系§1—3数控机床坐标系二、坐标轴的确定1．数控车床坐标系的确定（1）Z坐标Z坐标的运动由主要传递切削动力的主轴所决定。根据坐标系正方向的确定原则，刀具远离工件的方向为该轴的正方向。（2）X坐标对于数控车床而言，X坐标方向规定在工件的径向上且平行于车床的横导轨。规定刀具远离工件的方向为X轴的正方向。（3）Y坐标方向Y坐标垂直于X、Z坐标轴，依据右手笛卡儿直角坐标系确定。§1—3数控机床坐标系2．数控铣床/加工中心坐标系的确定（1）Z坐标Z坐标的运动由传递切削力的主轴所决定。（2）X坐标X坐标一般为水平方向，它垂直于Z轴且平行于工件的装卡。（3）Y坐标Y坐标垂直于X、Z坐标轴，根据右手迪卡儿坐标系来进行判别。§1—3数控机床坐标系（4）旋转轴方向旋转运动A、B、C相对应表示其轴线平行于X、Y、Z坐标轴的旋转运动。A、B、C正方向，相应地表示在X、Y、Z坐标正方向上按照右旋旋进的方向。

§1—3数控机床坐标系课堂练习绘制下图所示机床的机床坐标系。§1—3数控机床坐标系三、工件坐标系§1—3数控机床坐标系

为了使编程人员能够直接根据图样进行编程，通常在工件上选择确定一个与机床坐标系有一定关系的坐标系，这个坐标系即称为工件坐标系或编程坐标系。

1．机床原点也称机床零点，即机床坐标系的原点，是指在机床上设置的一个固定点，是数控机床进行加工运动的基准参考点。

数控车床的机床原点—一般设在卡盘端面与主轴中心线的交点处。

数控铣床的原点—一般设在X、Y、Z坐标的正方向极限位置上。四、数控机床上的有关点§1—3数控机床坐标系数控车床的机床原点数控铣床的机床原点§1—3数控机床坐标系2．机床参考点

机床参考点对机床原点的坐标是一个已知数。数控车床的参考点与机床原点

数控铣床：机床原点和机床参考点是重合的。

数控车床：机床参考点一般是离机床原点最远的极限点。§1—3数控机床坐标系

选择工件原点时，最好把工件原点放在零件图样上的尺寸能够方便地转换成坐标值的地方。3．工件原点§1—3数控机床坐标系§1—3数控机床坐标系4．刀具相关点（1）刀位点——刀具的定位基准点。钻头的刀位点车刀的刀位点圆柱铣刀的刀位点球头铣刀的刀位点（2）对刀点——数