Click to edit Master title style,,Click to edit Master text styles,,Second level,,Third level,,Fourth level,,Fifth level,,*,,*,單擊此處編輯母版標題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,,*,,,§1,－,1,數(shù)控與數(shù)控機床,§1,－,2,數(shù)控機床的分類和常見數(shù)控機床簡介,§1,－,3,數(shù)控機床的加工特點,第一章 數(shù)控機床基礎知識,第一章 數(shù)控機床基礎知識,,1,,,機床是人類社會生產力發(fā)展的重要標志，隨著科學技術的飛躍發(fā)展，各機械制造業(yè)迅速發(fā)展，零件的形狀越來越復雜，精度及批量生產要求越來越高，數(shù)控機床及其應用技術應運而生并在生產實踐中顯示了優(yōu)越和強大的生命力提供了一種自動化加工手段1.1,數(shù)控與數(shù)控機床,,2,,,一、數(shù)控與數(shù)控機床的概念,,數(shù)控又稱為數(shù)字控制,(Numerical Control) ,,是一種利用數(shù)字化信息發(fā)出指令并實現(xiàn)自動控制的技術,.,,（簡稱數(shù)控）,——,將通過計算機進行自動控制的技術統(tǒng)稱為數(shù)控技術。

數(shù)控技術,:,1.,數(shù)控的定義,,數(shù)控：,,3,,,2.,數(shù)控加工的特點,,加工工藝是否先進、合理關系到加工質量的憂慮，在編制加工程序時必須認真分析加工過程的每一個細節(jié)，以免出現(xiàn)事故1,）加工過程規(guī)范,零件的切削用量的確定及機床的輔助控制都在加工前預先設計及優(yōu)化處理，安排在規(guī)范的加工程序中并自動控制完成，不會受到人工干預2,）工藝制定嚴密,,4,,,,3.,數(shù)控機床定義,數(shù)字控制機床：,(Numerical Control Machine Tools),數(shù)控機床是采用了數(shù)字控制技術的加工設備,,,它通過數(shù)字化信息對機床的運動方向及加工過程進行控制,,,實現(xiàn)要求的機械動作,,,并自動完成加工任務,.,它是一種典型的技術密集且自動化程度很高的機電一體化產品,.,,簡稱數(shù)控機床,它把機械加工過程中的各種控制信息用代碼化的數(shù)字表示，通過信息載體輸入數(shù)控裝置經運算處理由數(shù)控裝置發(fā)出各種控制信號，控制機床的動作，按圖紙要求的形狀和尺寸，自動地將零件加工出來數(shù)控機床較好地解決了復雜、精密、小批量、多品種的零件加工問題，是一種柔性的、高效能的自動化機床，代表了現(xiàn)代機床控制技術的發(fā)展方向，是一種典型的機電一體化產品。

5,,,,數(shù)控機床的產生與發(fā)展,:,,數(shù)控機床誕生于美國,.1952,年,,,美國帕森斯公司與麻省理工學院共同研制成功了世界上第一臺數(shù)控機床,,,用來加工直升機葉片輪廓檢查用樣板,.,半個世紀以來,,,數(shù)控技術得到了迅猛的發(fā)展,,,其加工精度和加工效率不斷提高,.,數(shù)控機床發(fā)展至今已經歷了兩個階段共六個時代,.,,1.,硬件數(shù)控階段,:(NC),： 早期的計算機運算速度低,,,不能適應機床實時控制的要求,,,人們只好用數(shù)字邏輯電路搭成一臺機床專用計算機作為數(shù)控系統(tǒng),,,這就是硬件連接數(shù)控,,,簡稱數(shù)控,(NC).,這個階段一共經歷了三代,,,即第一代的電子管數(shù)控機床,,,第二代的晶體管數(shù)控機床,,,第三代的小規(guī)模集成電路數(shù)控機床,.,2.,計算機數(shù)控階段,:(CNC),： 這個階段也經歷了三代,:,即第四代的小型計算機數(shù)控機床,,,第五代的微型計算機數(shù)控機床以及第六代基于,PC,的數(shù)控機床,.,前三代數(shù)控機床采用專用控制計算機的硬件數(shù)控裝置,,,早已被淘汰,;,后三代的數(shù)控機床,,,則以小型／微型計算機取代硬件控制計算機作為核心部件，數(shù)控機床的許多控制功能由專用軟件實現(xiàn),,,其數(shù)控系統(tǒng)被稱為軟件控制系統(tǒng),,,又稱,CNC,系統(tǒng),.,,6,,數(shù)控機床的特點,:,,1.,具有高柔性,.,,2.,生產效率高,,,減少輔助時間和機動時間,.,,3.,加工精度高,,,產品質量穩(wěn)定,.,,4,自動化程度高,,,勞動強度低,.,,5,能加工形狀復雜的零件,.,,7,,,,二、數(shù)控機床的組成,控制介質,數(shù)控裝置,伺服機構,輔助控制裝置,檢測裝置,機床本體,,外觀圖,,8,,,,數(shù)控機床組成示意圖,,9,,,,1.,控制介質,將零件加工信息傳送到數(shù)控裝置去的程序載體，常用的有磁盤、,U,盤等,移動硬盤,U,盤,磁盤,,10,,,,加工信息,即數(shù)控程序，是數(shù)控機床自動加工零件的工作指令。

在對加工零件進行工藝分析的基礎上，確定零件坐標系在機床坐標系上的相對位置，即零件在機床上的安裝位置；刀具與零件相對運動的尺寸參數(shù)；零件加工的工藝路線、切削加工的工藝參數(shù)以及輔助裝置的動作等得到零件的所有運動、尺寸、工藝參數(shù)等加工信息后，用由文字、數(shù)字和符號組成的標準數(shù)控代碼，按規(guī)定的方法和格式，編制零件加工的數(shù)控程序單編制程序的工作可由人工進行；對于形狀復雜的零件，則要在專用的編程機或通用計算機上進行自動編程（,APT,），,或,CAD/CAM,設計編好的數(shù)控程序，存放在便于輸入到數(shù)控裝置的一種介質上，它可以是磁帶和磁盤等，采用哪一種存儲載體，取決于數(shù)控裝置的設計類型11,,,,2.,數(shù)控裝置,——,數(shù)控機床的核心它由輸入裝置（如鍵盤）、控制運算器和輸出裝置（如顯示器）等構成接受控制介質上的數(shù)字化信息，經過控制軟件或邏輯電路進行編譯、運算和邏輯處理后，輸出各種信號和指令，控制機床的各個部分，進行規(guī)定的、有序的運動——,對數(shù)控機床進行指揮、控制,,,12,,,,3.,伺服機構,——,驅動機床執(zhí)行機構實施運動,,伺服機構,——,數(shù)控機床的執(zhí)行機構，由驅動和執(zhí)行兩大部分組成它接受數(shù)控裝置的指令信息，并按指令信息的要求控制執(zhí)行部件的進給速度、方向和位移。

脈沖當量,——,每一脈沖使機床移動部件產生的位移量常用的脈沖當量為,0.001mm,～,0.01mm,常用的位移執(zhí)行機構有功率步進電動機、直流伺服電動機、交流伺服電動機伺服電動機,驅動裝置,,13,,,,輔助控制裝置,——,介于數(shù)控裝置和機床機械、液壓部件之間的強電控制裝置作用：接受數(shù)控裝置輸出的主運動變速、刀具選擇和交換、輔助動作等指令信息，經過必要的編譯、邏輯判斷、功率放大后，直接驅動相應的電氣、液壓和機械部件，以完成各種規(guī)定的動作4,．,輔助控制裝置,可編程控制器（,PLC,）,,14,,,,可編程控制器,(PLC),具有響應快，性能可靠，易于使用，編程和修改程序，并可直接驅動機床電氣等特點而成為廣泛應用的數(shù)控機床輔助控制裝置15,,作用：檢測數(shù)控機床各個坐標軸的實際位移量，經反饋系統(tǒng)輸入到機床的數(shù)控裝置中數(shù)控裝置將反饋回來的實際位移量與設定值進行比較，控制伺服機構按指令設定值運動常用檢測元件：直線光柵、光電編碼器、圓光柵、絕對編碼尺等5,．,檢測,反饋,裝置,直線光柵,光電編碼器,5,．,檢測,反饋,裝置,,16,,,,6.,機床本體,數(shù)控機床的機床本體與傳統(tǒng)機床相似，由主軸傳動裝置、進給傳動裝置、床身、工作臺以及輔助運動裝置、液壓氣動系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻裝置等組成。

但數(shù)控機床在整體布局、外觀造型、傳動系統(tǒng)、刀具系統(tǒng)的結構以及操作機構等方面都已發(fā)生了很大的變化這種變化的目的是為了滿足數(shù)控機床的要求和充分發(fā)揮數(shù)控機床的特點數(shù)控機床的主體，是用于完成各種切削加工的機械部分,,17,,,,數(shù)控機床的主要三大部分：,,（,1,）機床主體,——,機床床身2,）數(shù)控裝置,——,對數(shù)控機床進行指揮、控制3,）伺服機構,——,驅動機床執(zhí)行機構實施運動18,,,,工作過程,三、數(shù)控機床的工作原理,,19,,,,數(shù)控機床的加工步驟：,（,1,）根據(jù)零件圖樣進行各項準備2,）按規(guī)定格式編制出加工程序3,）將加工程序以代碼形式完整記錄在信息,（,4,）將代碼輸入到數(shù)控裝置中5,） 數(shù)控裝置將結果以脈沖信號形式向伺服系統(tǒng)發(fā)出執(zhí)行信號,（,6,）伺服系統(tǒng)向執(zhí)行電機驅動機床進給機構發(fā)出嚴格指令7,）機床自動加工出合格零件,,,20,,,,1,機床坐標系（標準坐標系）,四 數(shù)控機床的坐標系,機床坐標系編程坐標系,,應用目的：,為確定機床上運動的位移和方向，需建立坐標系,,21,,,,為了確定機床的運動方向與運動距離,,,以描述刀具與工件之間的位置與變化關系,,,我們需要建立機床坐標系,.,確認機床坐標系應遵循的基本原則是,:(1),刀具相對于靜止零件運動原則,.(2),機床坐標系采用右手直角笛卡爾坐標系,.,（,1,） 機床坐標系的規(guī)定,右手的大拇指,、,食指和中指互相垂直時,,,拇指的方向為,X,軸的正方向,,,食指為,Y,軸的正方向,,,中指為,Z,軸的正方向,.,以,X,、,Y,、,Z,坐標軸線或以與,X,、,Y,、,Z,坐標軸平行的坐標軸線為中心旋轉的圓周進給坐標軸分別以,A,、,B,、,C,表示,,,其正方向由右手螺旋法則確定,.,,22,,,,機床坐標系的方向規(guī)定：將增大刀具與工件距離的方向確定為各坐標軸的正方向，,,23,,機床坐標系各坐標軸確定的順序,先確定,Z,軸,:,與主軸軸線平行或重合的坐標軸為,Z,軸,,,以刀具遠離工件的方向為正向,.,再確定,X,軸,:,平行于工件裝夾面,,,與,Z,軸垂直的水平方向的坐標軸為,X,軸,,,以刀具遠離工件的方向為正向,.,最后確定,Y,軸,:,當,X,軸和,Z,軸確定以后,,,利用右手法則確定,Y,軸及其正方向,.,,24,,,,,,模塊二 數(shù)控機床,結構及主要部件,,+,Ｚ,+,Ｘ,+,Ｙ,0,立式數(shù)控銑床坐標系,+,Ｚ,+,Ｙ,0,,25,,,,,,,,（,2,）機床坐標系、機床零點和機床參考點,機床原點又稱機床零點，也就是機床坐標系的原點，是指在機床上設置的一個固定點，它在機床裝配、調試時就確定了，是數(shù)控機床進行加工運動的基準參考點，,由廠家設定位置,,,不允許用戶更改,.,。

而機床參考點是機床位置測量系統(tǒng)的基準點,,,一般位于機床各坐標軸正向極限位置的附近,,,與機床原點的距離是固定的,.,,機床參考點可以與機床零點重合，也可以不重合，通過參數(shù)指定機床參考點到機床零點的距離銑床一般兩點重合，車床不重合機床回到了參考點位置，也就知道了該坐標軸的零點位置，找到所有坐標軸的參考點，,CNC,就建立起了機床坐標系只有機床的參考點確認后，刀具（或工作臺）的移動才有基準26,,,,2.,編程坐標系（工件坐標系）、程序原點和對刀點,編程坐標系也稱為工件坐標系，是編程人員在編程時使用的，編程人員選擇工件上的某一已知點為原點（也稱程序原點），建立一個新的坐標系， 稱為工件坐標系工件坐標系一旦建立便一直有效，直到被新的 工件坐標系所取代確定編程坐標系時不必考慮工件毛坯在機床上的實際裝夾位置? 工件坐標系的原點選擇要盡量滿足編程簡單，尺寸換算少， 引起的加工誤差小等條件一般情況下，程序原點應選在尺寸標 注的基準或定位基準上對車床編程而言，工件坐標系原點一般 選在，工件軸線與工件的前端面、后端面、卡爪前端面的交點上27,,,,對刀點是零件程序加工的起始點，也稱為“起刀點”或“程序起點”。

對刀的目的是確定程序原點在機床坐標系中的位置，對刀點可與程序原點重合，也可在任 何便于對刀之處，但該點與程序原點之間必須有確定的坐標聯(lián)系 可以通過,CNC,將相對于程序原點的任意點的坐標轉換為相對于機床零點的坐標對刀點選擇的原則：,1,、找正容易；,2,、編程方便；,3,、對刀誤差??；,4,、加工時檢查方便、可靠對刀,使刀位點與對刀點重合的操作刀位點指刀具的定位基準點刀位點是指刀具的定位基準點，對于各種立銑刀，一般取刀具軸線與刀具底端面的交點；對車刀取刀尖；鉆頭取鉆尖28,,,,1.2,數(shù)控機床分類和常見數(shù)控機床簡介,1.,按控制運動的軌跡分類,點位控制數(shù)控機床,,直線控制數(shù)控機床,,連續(xù)控制數(shù)控機床,,一、數(shù)控機床的分類,數(shù)控機床的分類方法很多，目前無統(tǒng)一規(guī)定，下面介紹幾種常用的分類方法：,,29,,,,實行點對點的準確控制，而對其點到點之間的運動軌跡不作要求，刀具在定位運動過程中不進行切削，只是快速進給到定位位置（不與工件接觸）1,）點位控制數(shù)控機床,數(shù)控鉆床、數(shù)控沖床屬于點位控制數(shù)控機床2,）直線控制數(shù)控機床,除了要控制刀具相對于工件（或工作臺）的起點和終點的準確位置外，還要控制每一程序段的起點與終點的位移過程，使刀具以給定的進給速度作平行于某一坐標軸方向的直線運動。

1-20,數(shù)控車床、數(shù)控磨床,屬于直線控制數(shù)控機床30,,,,3,）連續(xù)控制數(shù)控機床,又稱輪廓控制數(shù)控機床，能同時對兩個或兩個以上的坐標軸進行控制，從而按給定的規(guī)律和速度進行準確的輪廓控制，使其運動軌跡成為所需要的直線、曲線或曲面數(shù)控車床、數(shù)控銑床、線切割機床,屬于連續(xù)控制數(shù)控機床31,,,,二、按伺服系統(tǒng)的類型分類,數(shù)控機床伺服驅動系統(tǒng)的基本組成如圖所示數(shù)控機床的伺服驅動系統(tǒng)按有無反饋檢測單元分為開環(huán)和閉環(huán)兩種類型，這兩種類型的伺服驅動系統(tǒng)的基本組成不完全相同 按伺服系統(tǒng)的特點，可分為：,,32,,,,（,1,）開環(huán)控制數(shù)控機床,特點：,控制系統(tǒng)不帶反饋裝置，執(zhí)行機構采用步進電動機,工作原理：,數(shù)控裝置發(fā)出的脈沖指令通過步進驅動電路，使步進電動機轉過相應的步距角，再經傳動系統(tǒng)帶動工作臺移動,優(yōu)缺點：,,精度不高、結構簡單、工作穩(wěn)定，價格低,,33,,,,（,2,）閉環(huán)控制數(shù)控機床,特點：,在工作臺上安裝直線位移檢測裝置，將測量的位移值反饋到數(shù)控裝置中，與輸入的指令值比較，再控制，消除差值優(yōu)缺點：,精度高、結構復雜、價格高,,34,,,,（,3,）半閉環(huán)控制數(shù)控機床,特點：,,反饋環(huán)內沒有傳動系統(tǒng)，傳動誤差仍影響工作臺的位移精度，故稱半閉環(huán)控制,優(yōu)缺點：,精度沒閉環(huán)高，但調試簡單，,穩(wěn)定性好、價格低,,35,,,,三、按數(shù)控機床的顯示分類,（,1,） 低檔數(shù)控機床,特點：經濟型，根據(jù)加工要求，合理簡化系統(tǒng)。

一般采用開環(huán)步進電動機驅動，用數(shù)碼管或,CRT,顯示36,,,,（,2,）中檔數(shù)控機床,特點：用比較齊全的,CRT,顯示，顯示字符和圖形，人機對話3,）高檔數(shù)控機床,特點：,CRT,具有中檔功能外，還具有三維圖形顯示37,,,,二 常見數(shù)控機床簡介,,1.,數(shù)控車床,特點：,兩軸聯(lián)動，,Z,軸與主軸方向平行的運動；,X,軸是在水平面內與主軸方向垂直的運動,,,38,,,2.,數(shù)控銑床,特點：,加工復雜三維曲面，操作方便，靈活，在汽車，模具，航天等行業(yè)廣泛應用,,39,,,,3.,加工中心,特點：,具有自動刀具交換裝置，并能進行多種工序加工的數(shù)控機床一次裝夾即可完成銑鏜賺鉸攻螺紋等多到工序的加工分為立式，臥式和萬能加工中心40,,,,,4.,數(shù)控磨床,特點：,加工高硬度、高精度表面，有平面磨床、內圓磨床、輪廓磨床,5.,數(shù)控鉆床,特點：,鉆孔，攻螺紋，銑削等功能有立式和臥式鉆床,,41,,,,6.,數(shù)控電火花成型機床,特點：,特種加工機床，其原理是利用兩個不同極性的電極的放電，去除材料完成加工適用于復雜模具及難加工材料的加工42,,,,電動（或液壓）回轉刀架,7.,數(shù)控線切割機床,特點：,原理與電火花成型加工一樣，其電極是電極絲。

用于普通機床難加工結構的加工,,43,,,1,、數(shù)控機床加工的特點：,,,1.3,數(shù)控機床的加工特點,加工精度高,對加工對象的適應性強,自動化程度高,生產效率高,良好的經濟效益,有利于現(xiàn)代化管理,,,44,,,,,（,1,）加工輪廓簡單、精度要求低或生產批量特別大的零件2,）裝夾困難或必須依靠人工找正、定位才能保證加工精度的單件零件3,）加工余量特別大或材質及余量都不均勻的批件4,）加工中，刀具的質量（耐用度）特別差時2,、不適宜數(shù)控機床加工的范圍,,45,,,,（,1,）適用分期（不定期或周期）進行的輪番生產2,）適用于多品種，中、小批量的生產3,）在滿足加工要求的前提下，應選擇檔次盡可能低一點的數(shù)控機床4,）數(shù)控機床加工依賴于各種數(shù)字化信息指令,,3,、數(shù)控機床的應用范圍,,,46,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,END,,47,,,謝謝觀看,/,歡迎下載,BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH,內容總結,§1－1 數(shù)控與數(shù)控機床。

簡稱數(shù)控）——將通過計算機進行自動控制的技術統(tǒng)稱為數(shù)控技術——數(shù)控機床的核心——對數(shù)控機床進行指揮、控制——驅動機床執(zhí)行機構實施運動伺服機構——數(shù)控機床的執(zhí)行機構，由驅動和執(zhí)行兩大部分組成脈沖當量——每一脈沖使機床移動部件產生的位移量作用：檢測數(shù)控機床各個坐標軸的實際位移量，經反饋系統(tǒng)輸入到機床的數(shù)控裝置中2）數(shù)控裝置——對數(shù)控機床進行指揮、控制3）伺服機構——驅動機床執(zhí)行機構實施運動銑床一般兩點重合，車床不重合2. 編程坐標系（工件坐標系）、程序原點和對刀點一般情況下，程序原點應選在尺寸標 注的基準或定位基準上對刀點是零件程序加工的起始點，也稱為“起刀點”或“程序起點”特點：CRT具有中檔功能外，還具有三維圖形顯示特點：原理與電火花成型加工一樣，其電極是電極絲謝謝觀看/歡迎下載,。