數(shù)控機床的分類、特點與應(yīng)用范圍課件

數(shù)控機第一章緒論數(shù)控機第一章緒論1數(shù)控人才需求“藍領(lǐng)層”數(shù)控技術(shù)人才：承擔(dān)數(shù)控機床的具體操作及日常簡單維護工作的技術(shù)工人?！盎翌I(lǐng)層”數(shù)控技術(shù)人才：

承擔(dān)數(shù)控編程的工藝員和數(shù)控機床維護、維修人員。“金領(lǐng)層”數(shù)控技術(shù)人才：

具備并精通數(shù)控操作、數(shù)控工藝編程和數(shù)控機床維護、維修所需要的綜合知識，積累了大量實際經(jīng)驗，知識面廣。數(shù)控人才需求“藍領(lǐng)層”數(shù)控技術(shù)人才：2數(shù)控人才知識結(jié)構(gòu)“藍領(lǐng)型”：以傳統(tǒng)的機械制造技術(shù)為基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)，掌握“數(shù)控機床原理及應(yīng)用基礎(chǔ)”和“數(shù)控加工編程技術(shù)”，掌握“CAD/CAM”軟件。

“灰領(lǐng)型”：

編程工藝員，應(yīng)具有良好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，熟悉產(chǎn)品的三維設(shè)計，產(chǎn)品的加工工藝；

維修人員，以機、電、光和液（氣）控制技術(shù)為基礎(chǔ)，掌握數(shù)控機床維護與維修的技術(shù)和技能。

“金領(lǐng)型”：有較扎實的專業(yè)基礎(chǔ)，較全面地掌握數(shù)控設(shè)備的相關(guān)原理與技術(shù)，具備數(shù)控設(shè)備研制與開發(fā)能力，掌握網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，有較高的外語水平。數(shù)控人才知識結(jié)構(gòu)“藍領(lǐng)型”：以傳統(tǒng)的機械制造技術(shù)為基礎(chǔ)3未來數(shù)控人才需求未來數(shù)控人才需求4課程介紹普通機床概論部分：典型機床：C6140車床、M1432A磨床、銑床其它機床：鉆床、鏜床等目的：了解通用機床的主要類型、性能及工藝范圍熟悉典型機床的工作原理、傳動、運動及結(jié)構(gòu)能夠合理選擇和使用機床及常用機床輔具。

掌握認識機床和分析機床的方法和步驟課程介紹普通機床概論部分：5課程介紹數(shù)控機床部分：通過數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)和工作原理的介紹，使同學(xué)們1、熟悉數(shù)控機床機械的結(jié)構(gòu)和工作原理，掌握數(shù)控機床對一些機械部件的要求。2、使學(xué)生了解數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動系統(tǒng)的基本組成及原理，為今后更好地使用機床和維護數(shù)控機床奠定基礎(chǔ)。3、初步掌握數(shù)控機床選型、安裝、調(diào)試、驗收的的知識、驗收機床精度的方法。課程介紹數(shù)控機床部分：6第一章緒論第一節(jié)數(shù)控機床的基本組成及工作原理一、數(shù)控機床的產(chǎn)生原因—社會生產(chǎn)發(fā)展（軍備競賽的產(chǎn)物）目的—解決單件、中小批量精密復(fù)雜零件的加工問題第一章緒論第一節(jié)數(shù)控機床的基本組成及工作原理一、數(shù)7自動機床自動機床8

組合機床組合機床9二、概念：數(shù)字控制：是指用數(shù)字信息控制機械運動。數(shù)控機床：是一種裝有程序控制系統(tǒng)（數(shù)控系統(tǒng)）的高效自動化機床。它綜合了綜合了計算機、自動控制、精密測量、機床的機構(gòu)設(shè)計與制造等方面的最新成果。數(shù)控系統(tǒng)：數(shù)控設(shè)備的數(shù)據(jù)處理和控制電路以及伺服機構(gòu)等統(tǒng)稱數(shù)控控制系統(tǒng)。它由程序輸入\輸出設(shè)備、計算機數(shù)字控制裝置、可編程控制器、主軸進給及驅(qū)動裝置等組成。二、概念：數(shù)字控制：是指用數(shù)字信息控制機械運動。10三、計算機數(shù)控的發(fā)展12/2/2022從1952年至今，數(shù)控機床按數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了五代。第一代：1955年數(shù)控系統(tǒng)以電子管組成，體積大，功耗大。第二代：1959年數(shù)控系統(tǒng)以晶體管組成，廣泛采用印刷電路板。出現(xiàn)帶自動換刀裝置的數(shù)控機床，稱為加工中心。第三代：1965年數(shù)控系統(tǒng)采用小規(guī)模集成電路，其特點是體積小，功耗低，可靠性有了提高。三、計算機數(shù)控的發(fā)展11/30/2022從1952年至今，數(shù)111970年采用小型計算機控制的計算機數(shù)控系統(tǒng)（簡稱CNC），使數(shù)控裝置進入了以小型計算機化為特征的第四代。其部分功能由軟件實現(xiàn)。

1974年，研制成功使用微處理器和半導(dǎo)體存貯器的微型計算機數(shù)控裝置（簡稱MNC），這是第五代數(shù)控系統(tǒng)。使實現(xiàn)真正意義上機電一體化成為可能。三、計算機數(shù)控的發(fā)展（續(xù)）1970年采用小型計算機控制的計算機數(shù)控系統(tǒng)（簡稱CNC）12四、基本結(jié)構(gòu)及工作原理四、基本結(jié)構(gòu)及工作原理13控制介質(zhì)輸入裝置數(shù)控裝置伺服驅(qū)動裝置機床主運動機構(gòu)進給運動機構(gòu)輔助動作機構(gòu)位置檢測數(shù)控機床的基本結(jié)構(gòu)輔助控制裝置控輸數(shù)伺服驅(qū)動裝置機床主運動機構(gòu)進給運動機構(gòu)輔助動作機構(gòu)位置141、控制介質(zhì)控制介質(zhì)是記錄零件加工程序的媒介2、輸入裝置將所輸入的程序載體上的數(shù)控程序變成相應(yīng)的電脈沖信號，傳送并存入數(shù)控裝置內(nèi)。3、數(shù)控裝置數(shù)控裝置是接受輸入裝置送來的脈沖信號，經(jīng)過編譯、運算和邏輯處理后，輸出指令控制機床的各個部分，按程序動作的裝置。1、控制介質(zhì)2、輸入裝置將所輸入的程序載體上的數(shù)控程序變成相154、伺服驅(qū)動裝置伺服驅(qū)動裝置的作用是把來自CNC裝置的各種指令（脈沖信號），經(jīng)過功率放大后，驅(qū)動電動機運轉(zhuǎn)，通過機械傳動裝置拖動工作臺或刀架運動。伺服驅(qū)動裝置包括驅(qū)動部分和執(zhí)行機構(gòu)兩大部分。在數(shù)控機床的伺服驅(qū)動機構(gòu)中，常用的驅(qū)動元件有功率步進電機、直流伺服電機和交流伺服電機，后二者都帶有感應(yīng)同步器、編碼器等位置檢測元件。4、伺服驅(qū)動裝置伺服驅(qū)動裝置的作用是把來自CNC裝16作用：檢測機床的運動方向、速率、距離等參數(shù)，并將物理量轉(zhuǎn)變成電信號顯示出來或送給機床數(shù)控裝置，使數(shù)控裝置能夠校核機床的工作情況及實際位置是否與指令一致，并由機床數(shù)控裝置發(fā)出指令，糾正產(chǎn)生的誤差。6、輔助控制裝置

5、反饋檢測系統(tǒng)作用：檢測機床的運動方向、速率、距離等參數(shù)，并將物理量轉(zhuǎn)變成17組成：由主運動部件、進給運動部件（工作臺、拖板以及相應(yīng)的傳動機構(gòu)）、支承件（立柱、床身等）以及特殊裝置（刀具自動交換系統(tǒng)工件自動交換系統(tǒng)）和輔助裝置（如排屑裝置等）。7、機床組成：由主運動部件、進給運動部件（工作臺、拖板以及相應(yīng)的傳動18第二節(jié)、數(shù)控機床的分類1、按加工工藝分類普通數(shù)控機床：如：數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床、數(shù)控鉆床等等加工中心：帶刀庫和自動換刀裝置如：車削中心、加工中心金屬成型類數(shù)控機床

如：數(shù)控折彎機、數(shù)控彎管機、數(shù)控回轉(zhuǎn)頭壓力機。數(shù)控特種加工機床如：數(shù)控線切割機床、數(shù)控電火花加工機床、數(shù)控激光切割機床。其它：三坐標(biāo)測量機、機械手（工業(yè)機器人）、自動繪圖機等第二節(jié)、數(shù)控機床的分類1、按加工工藝分類192、按機床運動軌跡分類點位控制數(shù)控機床為點到點精確定位運動，運動過程中不進行任何加工。這類機床有數(shù)控鉆床、數(shù)控坐標(biāo)鏜床、數(shù)控沖剪床、數(shù)控測量機等。2、按機床運動軌跡分類點位控制數(shù)控機床20直線控制數(shù)控機床除點到點的準確位置之外，還要保證兩點之間移動的軌跡是直線，而且對移動的速度也要進行控制，以便適應(yīng)隨工藝因素變化的不同需要。簡易數(shù)控車床、數(shù)控鏜銑床，一般有23個可控坐標(biāo)軸，但同時控制的坐標(biāo)軸只有一個。直線控制數(shù)控機床除點到點的準確位置之外，還要保21輪廓控制的數(shù)控機床能夠?qū)蓚€或兩個以上運動坐標(biāo)的位移及速度進行連續(xù)相關(guān)的控制，因而可進行曲線或曲面的加工。輪廓控制的數(shù)控機床能夠?qū)蓚€或兩個以上運動坐標(biāo)的位移及速度進223、按驅(qū)動裝置的類型分類開環(huán)控制數(shù)控機床特點：結(jié)構(gòu)簡單，步進驅(qū)動、步進電機，無位置速度反饋3、按驅(qū)動裝置的類型分類開環(huán)控制數(shù)控機床特點：結(jié)構(gòu)簡單，步進23半閉環(huán)控制數(shù)控機床特點：精度較高，采用交流或直流伺服驅(qū)動及伺服電機，有角位移、角速度檢測裝置，結(jié)構(gòu)緊湊半閉環(huán)控制數(shù)控機床特點：精度較高，采用交流或直流伺服驅(qū)動及伺24閉環(huán)控制數(shù)控機床特點：精度高，采用交流或直流伺服驅(qū)動及伺服電機，有直線位移、速度檢測裝置，價格貴，調(diào)試困難閉環(huán)控制數(shù)控機床特點：精度高，采用交流或直流伺服驅(qū)動及伺服電25混合控制數(shù)控機床開環(huán)補償型半閉環(huán)補償型混合控制數(shù)控機床開環(huán)補償型26第三節(jié)數(shù)控機床的特點及應(yīng)用范圍

數(shù)控機床特點

1.復(fù)雜零件加工

2.高精度

3.加工穩(wěn)定可靠

4.高柔性

5.高生產(chǎn)率

6.勞動條件好

7.有利于管理現(xiàn)代化

8.投資大，使用費用高

9.生產(chǎn)準備工作復(fù)雜

10.維修困難第三節(jié)數(shù)控機床的特點及應(yīng)用范圍

數(shù)控機床特點

27數(shù)控機床的應(yīng)用范圍1、多品種小批量生產(chǎn)的零件2、結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的零件3、需要頻繁改型的零件4、價值昂貴，不允許報廢的關(guān)鍵零件5、需要最短生產(chǎn)周期的急需零件數(shù)控機床的應(yīng)用范圍1、多品種小批量生產(chǎn)的零件28

29數(shù)控機第一章緒論數(shù)控機第一章緒論30數(shù)控人才需求“藍領(lǐng)層”數(shù)控技術(shù)人才：承擔(dān)數(shù)控機床的具體操作及日常簡單維護工作的技術(shù)工人。“灰領(lǐng)層”數(shù)控技術(shù)人才：

承擔(dān)數(shù)控編程的工藝員和數(shù)控機床維護、維修人員。“金領(lǐng)層”數(shù)控技術(shù)人才：

具備并精通數(shù)控操作、數(shù)控工藝編程和數(shù)控機床維護、維修所需要的綜合知識，積累了大量實際經(jīng)驗，知識面廣。數(shù)控人才需求“藍領(lǐng)層”數(shù)控技術(shù)人才：31數(shù)控人才知識結(jié)構(gòu)“藍領(lǐng)型”：以傳統(tǒng)的機械制造技術(shù)為基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)，掌握“數(shù)控機床原理及應(yīng)用基礎(chǔ)”和“數(shù)控加工編程技術(shù)”，掌握“CAD/CAM”軟件。

“灰領(lǐng)型”：

編程工藝員，應(yīng)具有良好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，熟悉產(chǎn)品的三維設(shè)計，產(chǎn)品的加工工藝；

維修人員，以機、電、光和液（氣）控制技術(shù)為基礎(chǔ)，掌握數(shù)控機床維護與維修的技術(shù)和技能。

“金領(lǐng)型”：有較扎實的專業(yè)基礎(chǔ)，較全面地掌握數(shù)控設(shè)備的相關(guān)原理與技術(shù)，具備數(shù)控設(shè)備研制與開發(fā)能力，掌握網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，有較高的外語水平。數(shù)控人才知識結(jié)構(gòu)“藍領(lǐng)型”：以傳統(tǒng)的機械制造技術(shù)為基礎(chǔ)32未來數(shù)控人才需求未來數(shù)控人才需求33課程介紹普通機床概論部分：典型機床：C6140車床、M1432A磨床、銑床其它機床：鉆床、鏜床等目的：了解通用機床的主要類型、性能及工藝范圍熟悉典型機床的工作原理、傳動、運動及結(jié)構(gòu)能夠合理選擇和使用機床及常用機床輔具。

掌握認識機床和分析機床的方法和步驟課程介紹普通機床概論部分：34課程介紹數(shù)控機床部分：通過數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)和工作原理的介紹，使同學(xué)們1、熟悉數(shù)控機床機械的結(jié)構(gòu)和工作原理，掌握數(shù)控機床對一些機械部件的要求。2、使學(xué)生了解數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動系統(tǒng)的基本組成及原理，為今后更好地使用機床和維護數(shù)控機床奠定基礎(chǔ)。3、初步掌握數(shù)控機床選型、安裝、調(diào)試、驗收的的知識、驗收機床精度的方法。課程介紹數(shù)控機床部分：35第一章緒論第一節(jié)數(shù)控機床的基本組成及工作原理一、數(shù)控機床的產(chǎn)生原因—社會生產(chǎn)發(fā)展（軍備競賽的產(chǎn)物）目的—解決單件、中小批量精密復(fù)雜零件的加工問題第一章緒論第一節(jié)數(shù)控機床的基本組成及工作原理一、數(shù)36自動機床自動機床37

組合機床組合機床38二、概念：數(shù)字控制：是指用數(shù)字信息控制機械運動。數(shù)控機床：是一種裝有程序控制系統(tǒng)（數(shù)控系統(tǒng)）的高效自動化機床。它綜合了綜合了計算機、自動控制、精密測量、機床的機構(gòu)設(shè)計與制造等方面的最新成果。數(shù)控系統(tǒng)：數(shù)控設(shè)備的數(shù)據(jù)處理和控制電路以及伺服機構(gòu)等統(tǒng)稱數(shù)控控制系統(tǒng)。它由程序輸入\輸出設(shè)備、計算機數(shù)字控制裝置、可編程控制器、主軸進給及驅(qū)動裝置等組成。二、概念：數(shù)字控制：是指用數(shù)字信息控制機械運動。39三、計算機數(shù)控的發(fā)展12/2/2022從1952年至今，數(shù)控機床按數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了五代。第一代：1955年數(shù)控系統(tǒng)以電子管組成，體積大，功耗大。第二代：1959年數(shù)控系統(tǒng)以晶體管組成，廣泛采用印刷電路板。出現(xiàn)帶自動換刀裝置的數(shù)控機床，稱為加工中心。第三代：1965年數(shù)控系統(tǒng)采用小規(guī)模集成電路，其特點是體積小，功耗低，可靠性有了提高。三、計算機數(shù)控的發(fā)展11/30/2022從1952年至今，數(shù)401970年采用小型計算機控制的計算機數(shù)控系統(tǒng)（簡稱CNC），使數(shù)控裝置進入了以小型計算機化為特征的第四代。其部分功能由軟件實現(xiàn)。

1974年，研制成功使用微處理器和半導(dǎo)體存貯器的微型計算機數(shù)控裝置（簡稱MNC），這是第五代數(shù)控系統(tǒng)。使實現(xiàn)真正意義上機電一體化成為可能。三、計算機數(shù)控的發(fā)展（續(xù)）1970年采用小型計算機控制的計算機數(shù)控系統(tǒng)（簡稱CNC）41四、基本結(jié)構(gòu)及工作原理四、基本結(jié)構(gòu)及工作原理42控制介質(zhì)輸入裝置數(shù)控裝置伺服驅(qū)動裝置機床主運動機構(gòu)進給運動機構(gòu)輔助動作機構(gòu)位置檢測數(shù)控機床的基本結(jié)構(gòu)輔助控制裝置控輸數(shù)伺服驅(qū)動裝置機床主運動機構(gòu)進給運動機構(gòu)輔助動作機構(gòu)位置431、控制介質(zhì)控制介質(zhì)是記錄零件加工程序的媒介2、輸入裝置將所輸入的程序載體上的數(shù)控程序變成相應(yīng)的電脈沖信號，傳送并存入數(shù)控裝置內(nèi)。3、數(shù)控裝置數(shù)控裝置是接受輸入裝置送來的脈沖信號，經(jīng)過編譯、運算和邏輯處理后，輸出指令控制機床的各個部分，按程序動作的裝置。1、控制介質(zhì)2、輸入裝置將所輸入的程序載體上的數(shù)控程序變成相444、伺服驅(qū)動裝置伺服驅(qū)動裝置的作用是把來自CNC裝置的各種指令（脈沖信號），經(jīng)過功率放大后，驅(qū)動電動機運轉(zhuǎn)，通過機械傳動裝置拖動工作臺或刀架運動。伺服驅(qū)動裝置包括驅(qū)動部分和執(zhí)行機構(gòu)兩大部分。在數(shù)控機床的伺服驅(qū)動機構(gòu)中，常用的驅(qū)動元件有功率步進電機、直流伺服電機和交流伺服電機，后二者都帶有感應(yīng)同步器、編碼器等位置檢測元件。4、伺服驅(qū)動裝置伺服驅(qū)動裝置的作用是把來自CNC裝45作用：檢測機床的運動方向、速率、距離等參數(shù)，并將物理量轉(zhuǎn)變成電信號顯示出來或送給機床數(shù)控裝置，使數(shù)控裝置能夠校核機床的工作情況及實際位置是否與指令一致，并由機床數(shù)控裝置發(fā)出指令，糾正產(chǎn)生的誤差。6、輔助控制裝置

5、反饋檢測系統(tǒng)作用：檢測機床的運動方向、速率、距離等參數(shù)，并將物理量轉(zhuǎn)變成46組成：由主運動部件、進給運動部件（工作臺、拖板以及相應(yīng)的傳動機構(gòu)）、支承件（立柱、床身等）以及特殊裝置（刀具自動交換系統(tǒng)工件自動交換系統(tǒng)）和輔助裝置（如排屑裝置等）。7、機床組成：由主運動部件、進給運動部件（工作臺、拖板以及相應(yīng)的傳動47第二節(jié)、數(shù)控機床的分類1、按加工工藝分類普通數(shù)控機床：如：數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床、數(shù)控鉆床等等加工中心：帶刀庫和自動換刀裝置如：車削中心、加工中心金屬成型類數(shù)控機床

如：數(shù)控折彎機、數(shù)控彎管機、數(shù)控回轉(zhuǎn)頭壓力機。數(shù)控特種加工機床如：數(shù)控線切割機床、數(shù)控電火花加工機床、數(shù)控激光切割機床。其它：三坐標(biāo)測量機、機械手（工業(yè)機器人）、自動繪圖機等第二節(jié)、數(shù)控機床的分類1、按加工工藝分類482、按機床運動軌跡分類點位控制數(shù)控機床為點到點精確定位運動，運動過程中不進行任何加工。這類機床有數(shù)控鉆床、數(shù)控坐標(biāo)鏜床、數(shù)控沖剪床、數(shù)控測量機等。2、按機床運動軌跡分類點位控制數(shù)控機床49直線控制數(shù)控機床除點到點的準確位置之外，還要保證兩點之間移動的軌跡是直線，而且對移動的速度也要進行控制，以便適應(yīng)隨工藝因素變化的不同需要。簡易數(shù)控車床、數(shù)控鏜銑床，一般有23個可控坐標(biāo)軸，但同時控制的坐標(biāo)軸只有一個。直線控制數(shù)控機床除點到點的準確位置之外，還要保50輪廓控制的數(shù)控機床能夠?qū)蓚€或兩個以上運動坐標(biāo)的位移及速度進行連續(xù)相關(guān)的