數(shù)控機床基本知識課件

1、數(shù)控機床基礎知識介紹 數(shù)控機床的認識 什么是數(shù)控機床 用專業(yè)術語來說，數(shù)控機床即“數(shù)字程序控制機床”(Numerically Controlled Machine Tool)，是用數(shù)字和字母形式來表達工件的形狀和尺寸等技術要求及加工工藝要求，經(jīng)過數(shù)控裝置運算，用數(shù)字代碼信息(程序指令)控制刀具按給定的工作程序、運動速度和軌跡進行自動加工的機床。數(shù)控機床的認識 NC是Numerical Control（數(shù)值控制裝置）的縮寫。是自動地控制機床的工作臺，刀架 號等位置和速度的裝置。NC以前是由晶體管、IC等電子元件構(gòu)成的。隨著微型計算機的出現(xiàn)，由它組成了NC并進一步商品化，把這種NC稱為CNC（Co

2、mputerized Numerical Control）。CNC的第一個C是內(nèi)裝計算機的意思。 數(shù)控機床的認識 數(shù)控機床一般指那些只能完成車、銑、鏜、磨、鉆等單一工序的數(shù)控機床。在類型上可分為：數(shù)控車床（CNC車床）數(shù)控銑床數(shù)控鏜床數(shù)控磨床數(shù)控鉆床等等。 CNC加工中心 NC加工中心其實就是內(nèi)裝計算機、備有自動換刀裝置的數(shù)控機床，其控制系統(tǒng)能控制機床自動換刀，連續(xù)地按一定程序?qū)Ω鱾€加工面自動地完成銑削、鏜削、鉆孔、攻絲等多工序加工的數(shù)控機床。 CNC車床 CNC車床也是內(nèi)裝計算機、備有自動換刀裝置的數(shù)控機床，其控制系統(tǒng)能控制機床自動換刀，連續(xù)地按一定程序?qū)Ω鱾€加工面自動地完成車削加工的數(shù)控機

3、床。 數(shù)控機床的主要性能指標定位精度：定位精度是機床工作臺等移動部件在確定的終點所能達到的實際位置的精度。其誤差是機床的定位誤差。重復定位精度：指在同一臺數(shù)控機床上，應用相同的程序相同的代碼加工一批零件所能達到的連續(xù)結(jié)果的一致程度。其誤差為重復定位誤差。分度精度：分度精度是指分度工作臺在分度時，理論要求回轉(zhuǎn)的角度值和實際的角度的差值。其誤差為分度誤差。分辨率與脈沖當量：是指數(shù)控機床所能反映到的機床移動部件上的最小移動量。即最小脈沖當量。數(shù)控裝置邏輯圖光電閱讀機譯碼器 輸出裝置伺服系統(tǒng)MT存儲器主控制器顯示器檢測裝置NC程序運算器數(shù)控機床的構(gòu)成 數(shù)控機床的組成輸入/輸出設備CNC裝置可編程控制器

4、(PLC)伺服單元驅(qū)動裝置(執(zhí)行機構(gòu))電氣控制裝置輔助裝置機床本體測量裝置鍵盤、磁盤機等?？捎么型ㄐ诺姆绞捷斎?。配有CRT顯示器或點陣式液晶顯示器，可顯示較豐富的信息，并能顯示圖形。數(shù)控機床的組成輸入/輸出設備CNC裝置可編程控制器(PLC)伺服單元驅(qū)動裝置(執(zhí)行機構(gòu))電氣控制裝置輔助裝置機床本體測量裝置CNC系統(tǒng)的核心。主要包括微處理器CPU、儲存器、局部總線、外圍邏輯電路以及與CNC系統(tǒng)的其它組成部分聯(lián)系的接口等。CNC系統(tǒng)完全由軟件處理數(shù)字信息，因而具有真正的柔性化，可處理邏輯電路難以處理的復雜信息，使數(shù)字控制系統(tǒng)的性能大大提高。數(shù)控機床的組成輸入/輸出設備CNC裝置可編程控制器(PL

5、C)伺服單元驅(qū)動裝置(執(zhí)行機構(gòu))電氣控制裝置輔助裝置機床本體測量裝置一種以微處理器為基礎的通用型自動控制裝置，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。分內(nèi)裝型(集成型)和外裝型(獨立型)。數(shù)控機床的組成輸入/輸出設備CNC裝置可編程控制器(PLC)伺服單元驅(qū)動裝置(執(zhí)行機構(gòu))電氣控制裝置輔助裝置機床本體測量裝置是CNC和機床本體的聯(lián)系環(huán)節(jié)，它把來自CNC裝置的微弱指令信號放大成控制驅(qū)動裝置的大功率信號。根據(jù)接收指令不同，可分脈沖式和模擬式。模擬式按電源種類可分直流伺服單元和交流伺服單元。數(shù)控機床的組成輸入/輸出設備CNC裝置可編程控制器(PLC)伺服單元驅(qū)動裝置(執(zhí)行機構(gòu))電氣控制裝置輔助裝置機床本體測量

6、裝置把經(jīng)放大的指令信號變?yōu)闄C械運動，通過簡單的機械連接部件驅(qū)動機床，使工作臺精確定位或按規(guī)定的軌跡作嚴格的相對運動，最后加工出圖紙所要求的零件。和伺服單元相對應，驅(qū)動裝置有步進電機、直流伺服電機、交流伺服電機等。數(shù)控機床的組成輸入/輸出設備CNC裝置可編程控制器(PLC)伺服單元驅(qū)動裝置(執(zhí)行機構(gòu))電氣控制裝置輔助裝置機床本體測量裝置合稱伺服驅(qū)動系統(tǒng)機床工作的動力裝置，CNC裝置的指令要靠伺服驅(qū)動系統(tǒng)付諸實施。從某種意義上說，數(shù)控機床功能的強弱主要取決于CNC裝置，而數(shù)控機床性能的好壞主要取決于伺服驅(qū)動系統(tǒng)。數(shù)控機床的組成輸入/輸出設備CNC裝置可編程控制器(PLC)伺服單元驅(qū)動裝置(執(zhí)行機構(gòu)

7、)電氣控制裝置輔助裝置機床本體測量裝置CNC機床由于切削用量大、連續(xù)加工發(fā)熱量大等因素對加工精度有一定影響，加之在加工中是自動控制，不能像在普通機床上那樣由人工進行調(diào)整、補償，所以其設計要求比普通機床更嚴格，制造要求更精密，采用了許多新的加強剛性、減小熱變形、提高精度等方面的措施。數(shù)控機床的組成輸入/輸出設備CNC裝置可編程控制器(PLC)伺服單元驅(qū)動裝置(執(zhí)行機構(gòu))電氣控制裝置輔助裝置機床本體測量裝置又稱反饋元件。安裝在機床的工作臺或絲杠上，相當于普通機床的刻度盤和人的眼睛，把機床工作臺的實際位移轉(zhuǎn)變成電信號反饋給CNC裝置，供CNC裝置與指令值比較產(chǎn)生誤差信號，以控制機床向消除該誤差的方向

8、移動。高性能數(shù)控機床的重要組成部分。由測量裝置和顯示環(huán)節(jié)構(gòu)成的數(shù)顯裝置，可以在線顯示機床移動部件的坐標值，大大提高工作效率和工件的加工精度。數(shù)控機床的分類分類方法機床類型按坐標軸一般數(shù)控機床加工中心多坐標系統(tǒng)控制特點點位控制直線控制輪廓控制有無測量裝置開環(huán)半閉環(huán)閉環(huán)功能水平經(jīng)濟型普及型高級型數(shù)控系統(tǒng)控制特點點位控制直線控制輪廓控制（連續(xù)軌跡控制）只控制刀具或工作臺從一點移至另一點的準確定位，然后進行定點加工，而點與點之間的路徑不需控制。如：數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、數(shù)控坐標鏜床數(shù)控系統(tǒng)控制特點點位控制直線控制輪廓控制（連續(xù)軌跡控制）除控制直線軌跡的起點和終點的準確定位外，還要控制在這兩點之間以指定的

9、進給速度進行直線切削如：平面銑削用的數(shù)控銑床、階梯軸車削和磨削用的數(shù)控車床、數(shù)控磨床等 數(shù)控系統(tǒng)控制特點點位控制直線控制輪廓控制（連續(xù)軌跡控制）能夠連續(xù)控制兩個或兩個以上坐標方向的聯(lián)合運動。為使刀具按規(guī)定的軌跡加工工件的曲線輪廓，數(shù)控裝置具有插補運算的功能，使刀具的運動軌跡以最小的誤差逼近規(guī)定的輪廓曲線，并協(xié)調(diào)各坐標方向的運動速度，以便在切削過程中始終保持規(guī)定的進給速度。如：能加工曲面用的數(shù)控銑床、數(shù)控車床、數(shù)控磨床、加工中心等伺服系統(tǒng)的類型開環(huán)伺服機構(gòu)半閉環(huán)伺服機構(gòu)全閉環(huán)伺服機構(gòu)由步進電機驅(qū)動線路和步進電機組成。每一脈沖信號使步進電機轉(zhuǎn)動一定的角度，通過滾珠絲杠推動工作臺移動一定的距離。沒有

10、檢測反饋裝置?？刂凭热Q于步進電機和絲杠的精度。比較簡單，工作穩(wěn)定，易掌握使用，但精度和速度的提高受到限制。伺服系統(tǒng)的類型開環(huán)伺服機構(gòu)半閉環(huán)伺服機構(gòu)全閉環(huán)伺服機構(gòu)由比較線路、伺服放大線路、伺服馬達、速度檢測器和位置檢測器組成。位置檢測器裝在絲杠或伺服馬達的端部，利用絲杠的回轉(zhuǎn)角度間接測出工作臺的位置。所能達到的精度、速度、和動態(tài)特性優(yōu)于開環(huán)伺服機構(gòu)，為大多數(shù)中小型數(shù)控機床所采用。因信號易檢測、閉環(huán)中要素少、系統(tǒng)單純，使其控制穩(wěn)定，而易設計成反應快的伺服系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)的類型開環(huán)伺服機構(gòu)半閉環(huán)伺服機構(gòu)全閉環(huán)伺服機構(gòu)工作原理和組成同半閉環(huán)。位置檢測器安裝在工作臺上，可直接測出工作臺的實際位置。反饋

11、精度高于半閉環(huán)控制。掌握調(diào)試的難度較大。常用于高精度和大型數(shù)控機床。數(shù)控機床的分類CNC輸出位置控制單元速度控制執(zhí)行電動機工作臺測量反饋單元半閉環(huán)編碼器閉環(huán)光柵尺數(shù)控程序編碼器和光柵尺是一種位置檢測元件是數(shù)控機床的一種重要的組成部分，它的主要作用是檢測位移量并發(fā)出反饋信號與數(shù)控裝置與數(shù)控裝置發(fā)出的指令信號相比較若有偏差，經(jīng)放大后控制執(zhí)行部件使其向著消除偏差的方向運動直到偏差為零位止。數(shù)控機床的特點適應性強加工質(zhì)量穩(wěn)定生產(chǎn)效率高加工精度高減輕勞動強度成本高要求管理和操作人員素質(zhì)高數(shù)控機床的優(yōu)點適應性強加工質(zhì)量穩(wěn)定生產(chǎn)效率高加工精度高減輕勞動強度由于能實現(xiàn)多個坐標的聯(lián)動，所以能完成復雜型面的加工。

12、對于可用數(shù)學方程式和坐標點表示的形狀復雜的零件，加工非常方便。當改變加工零件時，只需要更換零件加工的NC程序，不必用凸輪、靠模、樣板或其它模具等專用工藝裝備，且可采用成組技術的成套夾具。因此，生產(chǎn)準備周期短，有利于機械產(chǎn)品的迅速更新?lián)Q代。數(shù)控機床的優(yōu)點適應性強加工質(zhì)量穩(wěn)定生產(chǎn)效率高加工精度高減輕勞動強度對于同一批零件，由于使用同一機床和刀具及同一加工程序，刀具的運動軌跡完全相同，且數(shù)控機床是根據(jù)數(shù)控程序自動進行加工，可以避免人為的誤差，這就保證了零件加工的一致性好且質(zhì)量穩(wěn)定。數(shù)控機床的優(yōu)點適應性強加工質(zhì)量穩(wěn)定生產(chǎn)效率高加工精度高減輕勞動強度可采用較大的切削量，有效地節(jié)省了機動工時。有自動換速、自動換刀和其他輔助操作自動化等功能，使輔助時間大為縮短，而且無需工序間的檢驗與測量比普通機床的生產(chǎn)率高34倍甚至更高時間利用率90普通機床3050數(shù)控機床的優(yōu)點適應性強加工質(zhì)量穩(wěn)定生產(chǎn)效率高加工精度高減輕勞動強度一般在0.0