《現(xiàn)代數(shù)控機床》課件現(xiàn)代數(shù)控機床1章

第一章概述學(xué)習(xí)目的與要求掌握數(shù)控機床的組成與工作原理；熟悉數(shù)控機床的特點；掌握數(shù)控機床的分類；了解數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展。1.1基本概念1.1.1數(shù)控機床的產(chǎn)生第一代數(shù)控機床——1952年在美國麻省理工學(xué)院研制出電子管數(shù)控機床

第二代數(shù)控機床——50年代末的晶體管數(shù)控機床第三代數(shù)控機床——1965年小規(guī)模集成電路數(shù)控機床以上三代為數(shù)控機床發(fā)展的第一階段稱為NC階段，即邏輯數(shù)字控制階段，其特點是數(shù)控系統(tǒng)的所有功能均由硬件（數(shù)控裝置）來實現(xiàn)，故又稱為硬件數(shù)控。

第四代數(shù)控機床——1970年小型計算機開始用于數(shù)控機床數(shù)控機床的發(fā)展進入第二階段，即CNC（計算機數(shù)字控制）階段第五代數(shù)控機床1974年微處理器（又稱中央處理單元，簡稱CPU）開始用于數(shù)控機床第六代數(shù)控機床——

1990年,數(shù)控系統(tǒng)進入了基于PC(個人計算機)的第六代

1.1.2數(shù)控機床的定義

數(shù)控機床是一種裝有程序控制系統(tǒng)的機床，該系統(tǒng)能邏輯地處理具有特定代碼、編碼指令規(guī)定的程序。具體地講，把數(shù)字化了的刀具移動軌跡的信息輸入到數(shù)控裝置，經(jīng)過譯碼、運算，從而實現(xiàn)控制刀具與工件相對運動，加工出所需要的零件的機床，即為數(shù)控機床。與普通機床相比，數(shù)控機床是一種自動化加工設(shè)備。

數(shù)控機床都是由程序載體、CNC裝置、伺服系統(tǒng)、檢測與反饋裝置、輔助裝置和機床本體等若干基本部分組成，如圖1-1所示。1.2數(shù)控機床的組成與工作原理數(shù)控機床組成示意圖:1．程序載體程序載體是用于存取零件加工程序的裝置。2．CNC裝置(又稱計算機數(shù)控裝置)CNC裝置是CNC系統(tǒng)的核心，目前，絕大部分?jǐn)?shù)控機床采用微型計算機控制。CNC裝置的功能是接收從輸入裝置送來的脈沖信號；并將信號通過數(shù)控裝置的系統(tǒng)軟件或邏輯電路的編譯、運算和邏輯處理后，輸出各種信號和控制指令。3．伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)是CNC裝置和機床本體的聯(lián)系環(huán)節(jié)，它的作用是把來自CNC裝置的微弱指令信號調(diào)解、轉(zhuǎn)換、放大后驅(qū)動伺服電動機，通過執(zhí)行部件驅(qū)動機床移動部件的運動，使工作臺精確定位或使刀具和工件及主軸按規(guī)定的軌跡運動，最后加工出產(chǎn)品。

4．檢測與反饋裝置它的作用是：將機床導(dǎo)軌和主軸移動的位移量、移動速度等參數(shù)檢測出來，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換變成數(shù)字信號，并反饋到數(shù)控裝置中，數(shù)控裝置根據(jù)反饋回來的信息進行判斷并發(fā)出相應(yīng)的指令，糾正所產(chǎn)生的誤差。常用的檢測裝置有編碼器、光柵、感應(yīng)同步器、磁柵、霍爾檢測元件等。如圖1-3所示為光電編碼器。

光電編碼器：

5．輔助裝置輔助裝置是把計算機送來的輔助控制指令(M，S，T等)經(jīng)機床接口轉(zhuǎn)換成強電信號，用來控制主軸電動機啟停和變速、冷卻液的開關(guān)及分度工作臺的轉(zhuǎn)位和自動換刀等動作。

6．機床本體數(shù)控機床的本體是指其機械結(jié)構(gòu)實體。它是實現(xiàn)加工零件的執(zhí)行部件，主要有主運動部件(主軸、主運動傳動機構(gòu))、進給運動部件(工作臺、拖板及相應(yīng)的傳動機構(gòu))、支承件(床身、立柱等)以及輔助裝置等。調(diào)整激光頭后面的俯仰旋鈕，它具有±1.5°的微調(diào)范圍。

1.2.2數(shù)控機床的工作原理按照零件圖的技術(shù)要求和工藝要求，編寫零件的加工程序，然后將加工程序輸入到數(shù)控裝置，通過數(shù)控裝置控制機床的主軸運動、進給運動、更換刀具，以及工件的夾緊與松開，冷卻、潤滑泵的開與關(guān)，使刀具、工件和其它輔助裝置嚴(yán)格按照加工程序規(guī)定的順序、軌跡和參數(shù)進行工作，從而加工出符合圖紙要求的零件。1．按工藝用途分（1）一般數(shù)控機床（2）數(shù)控加工中心2．按控制的運動軌跡分（1）點位控制數(shù)控機床（2）直線控制數(shù)控機床（3）輪廓控制數(shù)控機床1.3數(shù)控機床的分類與特點3．按伺服系統(tǒng)的類型分（1）開環(huán)控制數(shù)控機床（2）閉環(huán)控制數(shù)控機床（3）半閉環(huán)控制數(shù)控機床1.3.2數(shù)控機床的特點1.適應(yīng)性強，適合加工單件或小批量復(fù)雜工件2.加工精度高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定3.生產(chǎn)效率高4.減輕勞動強度，改善勞動條件5.經(jīng)濟效益好6.有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化1.高速、高效、高精度、高可靠性。2.模塊化、智能化、柔性化和集成化。3.開放性。4