第一章數(shù)控機(jī)床概述

1、教學(xué)方法與考核方式 教學(xué)方法 課堂教學(xué)課堂教學(xué) 實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué) 自自 學(xué)學(xué) 考核方式 考考 試試 （60%） 平時(shí)成績(jī)平時(shí)成績(jī) （40%） 出勤情況出勤情況 作業(yè)情況作業(yè)情況 做實(shí)驗(yàn)情況做實(shí)驗(yàn)情況生產(chǎn)線的基本組成C3163-1 轉(zhuǎn)塔式六角車床CA6140CA6140X數(shù)顯車床老式機(jī)床閉環(huán)全數(shù)控電火花小孔加工機(jī)CAK6150D數(shù)控車床S1-378車削加工中心激光切割機(jī)數(shù)控?cái)?shù)控機(jī)床機(jī)床定義是一種采用了數(shù)控技術(shù)的機(jī)床，或者說(shuō)是一種裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床是綜合應(yīng)用了微電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、自動(dòng)檢測(cè)以及精密機(jī)械等技術(shù)的最新成果而發(fā)展起來(lái)的全新型機(jī)床 也就是數(shù)字控制，在機(jī)床領(lǐng)域是指用數(shù)字化信號(hào)對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)

2、、加工過(guò)程進(jìn)行控制的一種方法 采用存儲(chǔ)程序的專用計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)部分或全部基本數(shù)控功能課程結(jié)構(gòu)穿 孔 紙 帶 與 程 序 編 制控控 制制 介介 質(zhì)質(zhì)數(shù) 字 脈 沖 乘 法 器逐 點(diǎn) 比 較 法數(shù) 字 積 分 法數(shù) 控 插 補(bǔ) 原 理數(shù)數(shù) 控控 裝裝 置置檢 測(cè) 裝 置步 進(jìn) 式 伺 服 系 統(tǒng)開(kāi) 環(huán) 伺 服 系 統(tǒng)鑒 相 式 伺 服 系 統(tǒng)數(shù) 字 比 較 式 伺 服 系 統(tǒng)閉 環(huán) 伺 服 系 統(tǒng)分 類伺 服 系 統(tǒng)機(jī) 床 本 體數(shù) 控 機(jī) 床數(shù)控機(jī)床的歷史一、數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生產(chǎn)生的歷史背景：產(chǎn)生的歷史背景： 科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品提出了高精度、高復(fù)雜性的要求，而且產(chǎn)品改型頻繁。 宇航、造船

3、、武器生產(chǎn)等工業(yè)部門，需要加工的零件多具有精度高、形狀復(fù)雜、批量小、經(jīng)常變動(dòng)等特點(diǎn)。使用普通機(jī)床加工這些零件，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低，而且難以保證精度，有些零件甚至無(wú)法加工。 復(fù)雜、精密、小批、多變復(fù)雜、精密、小批、多變產(chǎn)生的時(shí)間：產(chǎn)生的時(shí)間： 世界上第一臺(tái)數(shù)字控制機(jī)床(簡(jiǎn)稱數(shù)控機(jī)床)是為滿足航空工業(yè)加工復(fù)雜零件的需要而產(chǎn)生的。1948年，美國(guó)巴森茲公司(Parsons Co.)在研制加工直升飛機(jī)葉片輪廓檢查用樣板的機(jī)床時(shí)，提出了數(shù)控機(jī)床的初步設(shè)想。后來(lái)，受空軍委托與麻省理工學(xué)院(MIT)合作開(kāi)始了將三坐標(biāo)銑床數(shù)控化的研究工作。，這是一臺(tái)直線插補(bǔ)連續(xù)控制的三坐標(biāo)銑床，使用的是電子管元件 ：數(shù)控

4、機(jī)床的發(fā)展過(guò)程 第一代；19521959年采用電子管元件； 第二代：從1959年開(kāi)始采用晶體管元件； 第三代；從1965年開(kāi)始采用集成電路； 第四代：從1970年開(kāi)始采用大規(guī)模集成 電路及小型通用計(jì)算機(jī)； 第五代：從1974年開(kāi)始采用微處理機(jī)或 微型計(jì)算機(jī)。 我國(guó)是從1958年開(kāi)始起步的數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)1提高加工精度 2提高生產(chǎn)效率 3、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件 4有利于生產(chǎn)管理 5有利于產(chǎn)品的更新改型 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生較好地解決了復(fù)雜、精密、小批多變復(fù)雜、精密、小批多變的零件加工問(wèn)題，是一種靈活、高效能的自動(dòng)化機(jī)床 數(shù)控機(jī)床具有許多一般機(jī)床所不具備的優(yōu)點(diǎn)，但數(shù)控機(jī)床較復(fù)雜，成本較高，從技術(shù)經(jīng)濟(jì)

5、效果看，數(shù)控機(jī)床并不能完全代替其它類型的機(jī)床，也還不能以最經(jīng)濟(jì)的方式解決機(jī)械加工中的所有問(wèn)題。目前，數(shù)控機(jī)床最適合以下幾種情況零件的加工：?jiǎn)渭?、中小批量生產(chǎn)零件的加工；形狀較復(fù)雜，精度要求較高或價(jià)值昂貴、不允 許報(bào)廢的零件的加工；產(chǎn)品改型頻繁、生產(chǎn)周期短的零件的加工。專用機(jī)床普通機(jī)床數(shù)控機(jī)床零件批量零件復(fù)雜程度數(shù)控機(jī)床的適用范圍(虛線所示為發(fā)展方向） 一、數(shù)控加工中心機(jī)床一、數(shù)控加工中心機(jī)床 二、自動(dòng)程序編制二、自動(dòng)程序編制 三、計(jì)算機(jī)數(shù)字控制三、計(jì)算機(jī)數(shù)字控制(CNC) 四、直接數(shù)字控制四、直接數(shù)字控制(DNC) 五、自適應(yīng)控制五、自適應(yīng)控制(AC) 六、柔性制造系統(tǒng)六、柔性制造系統(tǒng)(FMS

6、) 七、簡(jiǎn)易型數(shù)控機(jī)床七、簡(jiǎn)易型數(shù)控機(jī)床 一、數(shù)控加工中心機(jī)床一、數(shù)控加工中心機(jī)床臥式加工中心 為了進(jìn)一步提高加工精度和生產(chǎn)效率，在普通數(shù)控機(jī)床基礎(chǔ)上發(fā)展了數(shù)控加工中心機(jī)床。它是一種具有刀具迅速交換機(jī)能的復(fù)合數(shù)控機(jī)床，又稱為自動(dòng)換刀數(shù)控機(jī)床又稱為自動(dòng)換刀數(shù)控機(jī)床。它將數(shù)控銑床、數(shù)控鏜床、數(shù)控鉆床的功能組合起來(lái)，再附加一個(gè)自自動(dòng)換刀裝置動(dòng)換刀裝置和一個(gè)有一定容量的刀刀庫(kù)庫(kù)。這樣就可以進(jìn)行多道工序的連續(xù)加工。 一臺(tái)一臺(tái)數(shù)控加工中心機(jī)床加工箱體類零件時(shí)相當(dāng)于5 5臺(tái)臺(tái)普通數(shù)控機(jī)床的加工效率 二、自動(dòng)程序編制二、自動(dòng)程序編制 程序編制可以由人工來(lái)完成，即所謂手工編程。對(duì)于簡(jiǎn)單零件的加工程序，可以用手工

7、編程手工編程。但對(duì)于復(fù)雜的零件，特別是一些復(fù)雜的曲面零件，用手工編程十分繁雜，工作量大，不僅容易出錯(cuò)，而且難于查找，不得不求助于通用計(jì)算機(jī)，即所謂的自動(dòng)編程自動(dòng)編程。 自動(dòng)編程的要點(diǎn)是：采用簡(jiǎn)單、習(xí)用的語(yǔ)言去描述工件的幾何形狀與加工過(guò)程，由計(jì)算機(jī)接受、翻譯，并根據(jù)指定的要求進(jìn)行分段和計(jì)算，最后處理成數(shù)控機(jī)床適用的加工紙帶。 國(guó)外成熟的自動(dòng)編程語(yǔ)言系統(tǒng)是美國(guó)的APT系統(tǒng)，它在1955年完成模型后不斷改進(jìn)，目前已發(fā)展到APT系統(tǒng)。 三、計(jì)算機(jī)數(shù)字控制三、計(jì)算機(jī)數(shù)字控制(CNC) CNC數(shù)控又稱為軟線數(shù)控軟線數(shù)控，是70年代初出現(xiàn)的新型數(shù)控系統(tǒng)。與使用專用計(jì)算機(jī)的NC數(shù)控(也稱為硬線數(shù)控硬線數(shù)控)的

8、不同之處在于：它的數(shù)控裝置使用的是一臺(tái)小型通用計(jì)算機(jī)。用這種小型通用計(jì)算機(jī)去控制某一特定對(duì)象時(shí)，要靠事先存放在存儲(chǔ)器里的系統(tǒng)程序。系統(tǒng)程序事先編好由紙帶輸入計(jì)算機(jī)，CNC系統(tǒng)靠它來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的控制邏輯，改變系統(tǒng)程序就改變了控制邏輯。系統(tǒng)程序?qū)儆谟?jì)算機(jī)的軟件，而普通數(shù)控系統(tǒng)的控制邏輯是由專用計(jì)算機(jī)中固定接線的硬件結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的，專用計(jì)算機(jī)連好后就難以再改變。 一個(gè)明顯的優(yōu)點(diǎn)具有良好的“柔性”四、直接數(shù)字控制四、直接數(shù)字控制(DNC) DNC亦稱為計(jì)算機(jī)群控系統(tǒng)。它可理解為用一臺(tái)計(jì)算機(jī)直接管理和控制一群數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng) DNC系統(tǒng)分為間接型間接型群控系統(tǒng)和直接型直接型群控系統(tǒng)兩大類 1間接型群控系統(tǒng)

9、間接型群控系統(tǒng)是在已有的一些單臺(tái)數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)上，配上電子計(jì)算機(jī)聯(lián)成一個(gè)群控系統(tǒng)通用計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)的各機(jī)床的加工程序通過(guò)接口裝置直接送到機(jī)床群中每臺(tái)機(jī)床的數(shù)控裝置中去，而不需要再經(jīng)過(guò)讀帶機(jī) 2直接型群控系統(tǒng) 在直接型群控系統(tǒng)中，每臺(tái)機(jī)床不再裝設(shè)普通的數(shù)控裝置只有由伺服控制驅(qū)動(dòng)電路和操作盤所組成的機(jī)床控制器數(shù)控機(jī)床的插補(bǔ)運(yùn)算等功能完全由計(jì)算機(jī)承擔(dān)，而計(jì)算機(jī)又通過(guò)接口直接控制各機(jī)床。因此，DNC系統(tǒng)實(shí)際上具有CNC系統(tǒng)的功能和優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還能對(duì)生產(chǎn)組織、技術(shù)狀態(tài)等方面進(jìn)行管理，從而提高機(jī)床的生產(chǎn)率 五、自適應(yīng)控制五、自適應(yīng)控制(AC)數(shù)控電火花線切割機(jī)床電腦控制電火花成型機(jī) 數(shù)控機(jī)床在加工零件時(shí)是嚴(yán)格

10、按照事先編制好的程序進(jìn)行的。在編制程序時(shí)，大量難以考慮周到的參數(shù)變化影響著機(jī)床性能的充分發(fā)揮，也往往使加工過(guò)程偏離了最佳狀態(tài)。數(shù)控機(jī)床的自適應(yīng)控制就是在加工過(guò)程中不斷檢查某些代表加工狀態(tài)的參數(shù)，例如切削力、切削溫度等，及時(shí)對(duì)主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度等參數(shù)進(jìn)行校正，使數(shù)控機(jī)床保持在最佳切削狀態(tài)。 自適應(yīng)控制在數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用較普遍，并在數(shù)控磨床、數(shù)控線切割機(jī)床和數(shù)控電火花成型機(jī)床中取得較好效果。這些機(jī)床采用自適應(yīng)控制后，在提高生產(chǎn)效率、延長(zhǎng)刀具使用壽命和改善表面質(zhì)量等方面均有明顯效果 六、柔性制造系統(tǒng)六、柔性制造系統(tǒng)(FMS) FMS系統(tǒng)是一種適用于多品種、大中小批量生產(chǎn)的自動(dòng)化生產(chǎn)方式，主要由計(jì)算機(jī)輔

11、助設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，生產(chǎn)系統(tǒng)生產(chǎn)系統(tǒng)、數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床、智能機(jī)器人智能機(jī)器人、全自動(dòng)化輸送系統(tǒng)全自動(dòng)化輸送系統(tǒng)和自動(dòng)化倉(cāng)自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)庫(kù)組成 。全部生產(chǎn)過(guò)程由一臺(tái)中央計(jì)算機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)的調(diào)度，若干臺(tái)控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行工位控制，組成一個(gè)各種制造單元相對(duì)獨(dú)立而又便于靈活調(diào)節(jié)，適應(yīng)性很強(qiáng)的制造系統(tǒng)，這種系統(tǒng)稱為柔性制造系統(tǒng)(FMSFlexible Manufacturing System) 加工中心工業(yè)機(jī)器人隨行工作臺(tái)數(shù)控機(jī)床的組成 數(shù)控機(jī)床工作時(shí)，不需要工人去直接操作加工，但又必須執(zhí)行人的意圖。這就必須在 人和數(shù)控機(jī)床之間建立某種聯(lián)系，這種聯(lián)系的中間媒介物稱為控制介質(zhì)，也可稱為信息載 體。在控制介質(zhì)上在控制

12、介質(zhì)上。 控制介質(zhì)控制介質(zhì)可以是多種形式的，由數(shù)控裝置的類型而定。常用的有穿孔帶、穿孔卡和磁帶穿孔帶、穿孔卡和磁帶等。目前數(shù)控機(jī)床常用的是八單位標(biāo)準(zhǔn)穿孔帶八單位標(biāo)準(zhǔn)穿孔帶。它可以制成為多種顏色的紙帶、塑料帶和金屬帶。實(shí)際中應(yīng)用最廣泛的是黑色紙帶黑色紙帶。 信息按規(guī)定的格式以代碼的形式存儲(chǔ)在紙帶上。所謂代代碼碼，就是由一些小孔按一定規(guī)律排列的二進(jìn)制圖案。每一行代碼可以表示一個(gè)十進(jìn)制數(shù)或一個(gè)字母或一個(gè)符號(hào)。目前國(guó)際上使用的八單位代碼有EIA代碼代碼和ISO代碼代碼。 運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)方向 數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的。普通數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置一般由、和四部分組成 輸入裝置接受閱讀機(jī)輸出的指令代碼，經(jīng)識(shí)別譯碼后分

13、別送到各相應(yīng)的寄存器。這些指令與數(shù)據(jù)將作為控制和運(yùn)算的原始數(shù)據(jù) 控制器接受輸入裝置的指令，根據(jù)指令控制運(yùn)算器和輸出裝置，以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床的各種操作。作為被控對(duì)象的機(jī)床，受控動(dòng)作概括為：主軸啟停、轉(zhuǎn)向、速度；進(jìn)給坐標(biāo)、進(jìn)給方式、進(jìn)給速度，刀具、刀具補(bǔ)償和各種輔助操作。 運(yùn)算器接受控制器指令，將輸入裝置送來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行某種運(yùn)算，并不斷向輸出裝置送出運(yùn)算結(jié)果，使伺服系統(tǒng)執(zhí)行所要求的運(yùn)動(dòng)。 輸出裝置根據(jù)控制器的指令將運(yùn)算器送來(lái)的計(jì)算結(jié)果輸送到伺服系統(tǒng)，經(jīng)功率放大，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的坐標(biāo)軸，使機(jī)床完成刀具相對(duì)工件的運(yùn)動(dòng) 通常，我們把這種用專用計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的數(shù)控裝置稱為或。也可以用一臺(tái)小型通用計(jì)算機(jī)或微型計(jì)算機(jī)

14、來(lái)作為數(shù)控裝置，我們把它稱為或。兩種數(shù)控裝置的工作原理基本相同，只是前者采用專用的硬件，而后者是使用通用的硬件加系統(tǒng)軟件 伺服機(jī)構(gòu)的作用是把來(lái)自數(shù)控裝置的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)床移動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)，使機(jī)床工作臺(tái)精確定位或按規(guī)定的軌跡作嚴(yán)格的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，最后加工出符合圖紙要求的零件。由于伺服機(jī)構(gòu)是將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為位移量的環(huán)節(jié)，因此它的精度、動(dòng)態(tài)響應(yīng)是決定數(shù)控機(jī)床的加工、表面質(zhì)量和生產(chǎn)率的主要因素。相對(duì)于每一個(gè)脈沖信號(hào)，機(jī)床移動(dòng)部件的位移量稱為脈沖當(dāng)量，一般用表示。常用的脈沖當(dāng)量為0.01mmp、0.005mmp及0.001m/p。 伺服機(jī)構(gòu)一般包括和兩大部分，目前大都采用直流伺服電機(jī)或交流伺服電機(jī)作為執(zhí)行機(jī)

15、構(gòu)。因?yàn)檫@些電機(jī)均帶有光電編碼器等位置檢測(cè)元件和測(cè)速發(fā)電機(jī)等速度檢測(cè)元件。多數(shù)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)由相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)裝置來(lái)驅(qū)動(dòng) 由于數(shù)控機(jī)床在加工過(guò)程中切削用量大、連續(xù)加工發(fā)熱多，并且在加工過(guò)程中工件精度不能人為進(jìn)行補(bǔ)償，因此與傳統(tǒng)的手動(dòng)機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床的外部造型、整體布局、傳動(dòng)系統(tǒng)與刀具系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及操作機(jī)構(gòu)等方面都已發(fā)生了很大的變化。這些變化的目的是為了更充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn) 數(shù)控機(jī)床分類普通數(shù)控機(jī)床普通數(shù)控機(jī)床數(shù)控加工中心機(jī)床數(shù)控加工中心機(jī)床點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床點(diǎn)位直線控制數(shù)控機(jī)床點(diǎn)位直線控制數(shù)控機(jī)床 開(kāi)環(huán)控制數(shù)控機(jī)床開(kāi)環(huán)控制數(shù)控機(jī)床 輪廓控制數(shù)控機(jī)床輪廓控制數(shù)控機(jī)床半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床半

16、閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床(1)普通數(shù)控機(jī)床普通數(shù)控機(jī)床 這種數(shù)控機(jī)床與傳統(tǒng)的通用機(jī)床品種一樣，有數(shù)控車、銑、鏜、鉆、磨床等，而且每一種又有很多品種。例如，數(shù)控銑床中還有立銑、臥銑、工具銑、龍門銑等。這類數(shù)控機(jī)床的工藝可能性與通用手動(dòng)機(jī)床相似，所不同的是它。數(shù)控動(dòng)梁龍門鏜銑床數(shù)控動(dòng)梁龍門鏜銑床立式高速數(shù)控鏜銑床立式高速數(shù)控鏜銑床(2)數(shù)控加工中心機(jī)床數(shù)控加工中心機(jī)床 這類機(jī)床是在普通數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)上加裝一個(gè)(可容納10100多把刀具)和，從而構(gòu)成了一種帶自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床，也稱為多工序數(shù)控機(jī)床。這使數(shù)控機(jī)床更進(jìn)一步地向自動(dòng)化和高效化方向發(fā)展。 這類機(jī)床與普通數(shù)控機(jī)床相

17、比，優(yōu)點(diǎn)是工件可以經(jīng)過(guò)一次裝夾后，數(shù)控裝置就能控制機(jī)床自動(dòng)地更換刀具，連續(xù)地對(duì)工件各加工面自動(dòng)地完成銑、鏜、鉆、鉸及攻絲等多工序加工。工序集中，減少了機(jī)床的臺(tái)數(shù)，減少了零件重復(fù)定位誤差，也大大減少了輔助時(shí)間。這類機(jī)床多以鏜、銑加工為主，加工對(duì)象主要是一些箱體類零件。 (1)點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床 這類機(jī)床的數(shù)控裝置。至于兩相關(guān)點(diǎn)之間的移動(dòng)速度及路線則取決于生產(chǎn)率。為了在精確定位基礎(chǔ)上有盡可能高的生產(chǎn)率，兩相關(guān)點(diǎn)之間的移動(dòng)先是以快速移動(dòng)接近定位點(diǎn)，然后降速13級(jí)，再慢速接近它，以保證定位精度。 這類機(jī)床主要有數(shù)控坐標(biāo)鏜床、數(shù)控鉆床、數(shù)控沖床和數(shù)控測(cè)量機(jī)等，其相應(yīng)的數(shù)控裝置稱為點(diǎn)位控制裝

18、置。 (2)點(diǎn)位直線控制數(shù)控機(jī)床點(diǎn)位直線控制數(shù)控機(jī)床 這類機(jī)床工作時(shí)，不僅要控制兩相關(guān)點(diǎn)之間的距離，還控制兩相關(guān)點(diǎn)之間的移動(dòng)速度和軌跡，其路線一般都由和各軸線平行的直線段組成。當(dāng)這類機(jī)床移動(dòng)部件移動(dòng)時(shí)，。例如，要增加主軸轉(zhuǎn)速控制、循環(huán)進(jìn)給加工、刀具選擇等功能 這類機(jī)床主要有簡(jiǎn)易數(shù)控車床、數(shù)控鏜銑床和數(shù)控加工中心等，其相應(yīng)的數(shù)控裝置稱為點(diǎn)位直線控制裝置。 點(diǎn)位控制數(shù)控系統(tǒng) 僅能實(shí)現(xiàn)刀具相對(duì)于工件從一點(diǎn)到另一點(diǎn)的精確定位運(yùn)動(dòng)； 對(duì)軌跡不作控制要求； 運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不進(jìn)行任何加工。 適用范圍：適用范圍：數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、數(shù)控沖床和數(shù)控測(cè)量機(jī)。(3)輪廓控制數(shù)控機(jī)床輪廓控制數(shù)控機(jī)床 這類機(jī)床的控制裝置能

19、夠同時(shí)對(duì)兩個(gè)或兩個(gè)以上的坐標(biāo)軸進(jìn)行連續(xù)控制。加工時(shí)不僅要，還要，使機(jī)床加工出符合圖紙要求的復(fù)雜形狀的零件。它的輔助功能比較齊全。 這類機(jī)床主要有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床和電加工機(jī)床，其相應(yīng)的數(shù)控裝置稱為輪廓控制裝置。 輪廓控制輪廓控制(連續(xù)控制連續(xù)控制)系統(tǒng)：系統(tǒng)：具有控制幾個(gè)進(jìn)給軸同時(shí)諧調(diào)運(yùn)動(dòng)(坐標(biāo)聯(lián)動(dòng))，使工件相對(duì)于刀具按程序規(guī)定的軌跡和速度運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中進(jìn)行連續(xù)切削加工的數(shù)控系統(tǒng)。 適用范圍：適用范圍：數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心等用于加工曲線和曲面的機(jī)床?，F(xiàn)代的數(shù)控機(jī)床基本上都是裝備的這種數(shù)控系統(tǒng)。 按聯(lián)動(dòng)軸數(shù)分，2軸聯(lián)動(dòng)（平面曲線）3軸聯(lián)動(dòng)（空間曲面，球頭刀）4軸聯(lián)動(dòng)（空間曲

20、面）5軸聯(lián)動(dòng)及6軸聯(lián)動(dòng)（空間曲面） 。聯(lián)動(dòng)軸數(shù)越多數(shù)控系統(tǒng)的控制算法就越復(fù)雜。 按進(jìn)給伺服系統(tǒng)的類型分類 按數(shù)控系統(tǒng)的進(jìn)給伺服子系統(tǒng)有無(wú)位置測(cè)量裝置可分為開(kāi)環(huán)數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)環(huán)數(shù)控系統(tǒng)和閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，在閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)中根據(jù)位置測(cè)量裝置安裝的位置又可分為全閉環(huán)全閉環(huán)和半閉環(huán)半閉環(huán)兩種。(1)開(kāi)環(huán)控制數(shù)控機(jī)床開(kāi)環(huán)控制數(shù)控機(jī)床 所謂開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)，就是機(jī)床上，如圖14所示。伺服元件通常使用。數(shù)控裝置輸出的脈沖通過(guò)環(huán)形分配器和驅(qū)動(dòng)線路，不斷地改變供電狀態(tài)，使伺服元件轉(zhuǎn)過(guò)相應(yīng)的步距角，再經(jīng)過(guò)減速齒輪帶動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)，最后轉(zhuǎn)換為移動(dòng)部件的直線位移。移動(dòng)部件的移動(dòng)速度和位移量取決于輸入脈沖的頻率和數(shù)量。 這種

21、開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是。在一些精度要求不太高的場(chǎng)合，開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)是一個(gè)很實(shí)用的系統(tǒng)。特別是在高精度的步進(jìn)電機(jī)作為伺服元件時(shí)，這種系統(tǒng)得到非常廣泛的應(yīng)用 開(kāi)環(huán)數(shù)控系統(tǒng) 沒(méi)有位置測(cè)量裝置，信號(hào)流是單向的（數(shù)控裝置進(jìn)給系統(tǒng)），故系統(tǒng)穩(wěn)定性好。電機(jī)電機(jī)機(jī)械執(zhí)行部件機(jī)械執(zhí)行部件A相、相、B相相C相、相、f、nCNC插補(bǔ)指令插補(bǔ)指令脈沖頻率脈沖頻率f脈沖個(gè)數(shù)脈沖個(gè)數(shù)n換算換算脈沖環(huán)脈沖環(huán)形分配形分配變換變換功率功率放大放大無(wú)位置反饋，精度相對(duì)閉環(huán)系統(tǒng)來(lái)講不高，其精度主要取決于伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的性能和精度。一般以功率步進(jìn)電機(jī)作為伺服驅(qū)動(dòng)元件。這類系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定、調(diào)試方便、維修簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，在精度和速度要求不高、驅(qū)動(dòng)力矩不大的場(chǎng)合得到廣泛應(yīng)用。一般用于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床。(2)半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床 ，如圖所示。由于反饋量取自轉(zhuǎn)角，而不是工作臺(tái)的實(shí)際位移，即機(jī)床工作臺(tái)未包括在反饋回路內(nèi)，所以稱該系統(tǒng)為半閉環(huán)控制系統(tǒng)。 這種系統(tǒng)由于沒(méi)有把慣性大的工作臺(tái)包含在閉環(huán)回路內(nèi)，因此該系統(tǒng)。系統(tǒng)的控制精度和機(jī)床的定位精度比開(kāi)環(huán)系統(tǒng)高，而比全閉環(huán)系統(tǒng)低，因它并沒(méi)有消除機(jī)床工作臺(tái)的誤差 半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的位置采樣點(diǎn)如圖所示，是從驅(qū)動(dòng)裝置(常用伺服電機(jī))或絲杠引出，采樣旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行檢測(cè)，不是直接檢測(cè)運(yùn)動(dòng)部件的實(shí)際位置。位置控制調(diào)節(jié)器位置控制調(diào)節(jié)器速度控制速度控制調(diào)節(jié)與驅(qū)動(dòng)調(diào)