數(shù)控加工技術基礎知識培訓

項目一數(shù)控加工技術基礎任務一學習數(shù)控機床的概念及組成任務二認識不同種類的數(shù)控機床任務三數(shù)控機床加工的特點及應用任務四數(shù)控機床的發(fā)展趨勢拓展實訓本章難點回顧項目要點：1.掌握數(shù)控機床的概念及組成；2.掌握數(shù)控機床的分類；3.理解數(shù)控機床加工的特點及應用；4.了解數(shù)控機床的發(fā)展趨勢。任務一學習數(shù)控機床的概念及組成一、任務引入二、任務分析三、知識準備四、任務實施一、任務引入1.任務描述：

本任務以最新的FANUC

Oi－Mate

TD型數(shù)控車床為例，介紹數(shù)控機床的一些基礎知識，包括數(shù)控的概念及數(shù)控機床的主要組成。2.知識目標（1）了解數(shù)控機床的概念；（2）掌握數(shù)控機床的組成。3.技能目標能夠熟練識別數(shù)控機床的組成部件。二、任務分析1.數(shù)控及數(shù)控機床的概念；2.數(shù)控機床的組成；3.各部分的作用。三、知識準備

(一)

數(shù)控機床的概念1.數(shù)控

用數(shù)字信號對機床的運動及加工過程進行控制的一種方法。2.數(shù)控機床

用數(shù)字化信號對機床的運動及其加工過程進行控制的機床，或者說是裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機床。3.數(shù)控加工

數(shù)控加工是指在數(shù)控機床上加工零部件的一種工藝方法。

(二)

數(shù)控機床的組成數(shù)控機床一般由輸入/輸出設備、數(shù)控裝置(或稱CNC單元)、伺服單元、驅(qū)動裝置(或稱執(zhí)行機構(gòu))、可編程控制器PLC及電氣控制裝置、輔助裝置、機床本體及測量裝置組成。四、任務實施認識CK6152數(shù)控車床的組成。任務二認識不同種類的數(shù)控機床一、任務引入二、任務分析三、知識準備一、任務引入1.任務描述從不同的角度出發(fā)，數(shù)控機床可分為多種類型。2.知識目標（1）了解數(shù)控機床的原則；（2）理解按照工藝用途、控制軸數(shù)分類特點；（3）掌握數(shù)控機床按照伺服系統(tǒng)的控制方式、控制運動的軌跡分類類型。二、任務分析

數(shù)控機床的種類、規(guī)格繁多，從不同的技術或經(jīng)濟指標出發(fā)，可以對數(shù)控機床進行各種不同的分類，一般可以按下面幾種原則進行分類。本任務介紹數(shù)控機床按五種情況分類，主要討論按伺服系統(tǒng)的類型、控制運動的軌跡分類。三、知識準備

(一)

按控制運動的軌跡劃分

數(shù)控機床運動軌跡主要有3種形式:點位控制運動、直線控制運動和連續(xù)控制運動。

1.點位控制運動

點位控制運動是指刀具相對工件的點定位,一般對刀具運動軌跡無特殊要求。即只控制從一點到另一點位置的精確定位，而不控制移動軌跡，在移動和定位過程中不進行任何加工。2.直線控制運動

直線控制運動是指刀具或工作臺以給定的速度按直線運動。圖1-6點位控制運動

圖1-7直線控制運動

圖1-8連續(xù)控制運動2.連續(xù)控制運動連續(xù)控制運動也稱輪廓控制運動,是指刀具或工作臺按工件的輪廓軌跡運動,運動軌跡為任意方向的直線、圓弧、拋物線或其他函數(shù)關系的曲線。即對兩個或兩個以上坐標軸同時進行控制。

(二)按伺服系統(tǒng)的類型劃分開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)（根據(jù)位置測量裝置安裝的位置又可分為全閉環(huán)和半閉環(huán)）開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)沒有位置測量裝置，信號流是單向的（數(shù)控裝置→進給系統(tǒng)），故系統(tǒng)穩(wěn)定性好。減速器數(shù)控裝置控制電路步進電機工作臺輸入開環(huán)控制系統(tǒng)框圖特性：無位置反饋，精度低。其精度主要取決于伺服驅(qū)動系統(tǒng)和機械傳動機構(gòu)的性能和精度。伺服驅(qū)動元件：一般以功率步進電機作為。優(yōu)缺點：具有結(jié)構(gòu)簡單、工作穩(wěn)定、調(diào)試方便、維修簡單、價格低廉等優(yōu)點，在精度和速度要求不高、驅(qū)動力矩不大的場合得到廣泛應用。一般用于經(jīng)濟型數(shù)控機床及普通機床的數(shù)控改造。例如：CJK6125B、J1BNC320等。

半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)

半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的位置采樣點如圖所示，是從驅(qū)動裝置(常用伺服電機)或絲杠引出，采樣旋轉(zhuǎn)角度進行檢測，不是直接檢測運動部件的實際位置。位置控制調(diào)節(jié)器速度控制調(diào)節(jié)與驅(qū)動檢測與反饋單元位置控制單元速度控制單元++--電機機械執(zhí)行部件CNC插補指令實際位置反饋實際速度反饋數(shù)控裝置控制電路伺服電機工作臺輸入半閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖速度檢測元件速度反饋位置反饋轉(zhuǎn)角檢測元件半閉環(huán)環(huán)央路內(nèi)不包永括或只包撕括少量機柳械傳動環(huán)劃節(jié)，因此辨可獲得穩(wěn)孟定的控制震性能，其揀系統(tǒng)的穩(wěn)定性恭雖不如濕開環(huán)系灰統(tǒng)，但站比閉環(huán)章要好。由于絲杠撫的螺距誤畢差和齒輪荷間隙引起嫂的運動誤拴差難以消囑除。因此費，其精度較綢閉環(huán)差，旋較開環(huán)好。但可對湊這類誤差蜜進行補償城，因而仍織可獲得滿殖意的精度較。半閉環(huán)叛數(shù)控系叔統(tǒng)結(jié)構(gòu)賽簡單、補調(diào)試方饒便、精浙度也較撕高。是現(xiàn)代CNC機床中應握用最廣泛爹的一種伺歉服系統(tǒng)形語式。全閉環(huán)萍數(shù)控系病統(tǒng)全閉環(huán)數(shù)妙控系統(tǒng)的依位置采樣派點如圖的豬虛線所示億，直接對戴運動部件貿(mào)的實際位驢置進行檢以測。位置控制調(diào)節(jié)器速度控制調(diào)節(jié)與驅(qū)動檢測與反饋單元位置控制單元速度控制單元++--電機機械執(zhí)行部件CNC插補指令實際位置反饋實際速度反饋數(shù)控裝置控制電路伺服電機工作臺輸入閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖位置檢測元件

速度檢測元件速度反饋位置反饋從理論幻玉上講，陶可以消交除整個窮驅(qū)動和嚇傳動環(huán)制節(jié)的誤尿差、間會隙和失呆動量。具有最妄高的位幸置控制卻精度。由于位鳴置環(huán)內(nèi)嚼的許多苗機械傳炎動環(huán)節(jié)袖的摩擦寬特性、怒剛性和峰間隙都限是非線紫性的，踢故很容耳易造成尾系統(tǒng)的盟不穩(wěn)定蹈，使閉環(huán)系統(tǒng)部的設計、穿安裝和調(diào)勉試都相當炎困難。該系統(tǒng)主要用于濕精度要求甲很高的鏜銑盯床、超餐精車床末、超精財磨床以金及較大棉型的數(shù)剝控機床拋等。(三)按工藝泛用途劃拔分(三)按控制刪軸數(shù)和賽聯(lián)動軸癢數(shù)劃分2軸聯(lián)動零（平面由曲線）3軸聯(lián)動艇（空間延曲面，窮球頭刀段）4軸聯(lián)動知（空間脆曲面）5軸聯(lián)動折（空間吩曲面）記。聯(lián)動軸數(shù)造越多數(shù)控瓣系統(tǒng)的控蝦制算法就膚越復雜。坐標悠聯(lián)動瓶？指數(shù)控歇機床的紡幾個坐狼標軸能蜓夠同時預進行移雹動，從揪而獲得組平面直糾線、平疫面圓弧沿、空間夠直線和免空間螺伸旋線等點復雜加丸工軌跡顫的能力鈴。數(shù)控車床柜是兩坐標控制的握，數(shù)控銑床團是三坐標控制的，早期的防數(shù)控機禮床盡管何具有三扛個坐標旋軸，但懷能夠同鵝時進行歇聯(lián)動控殘制的可反能只是貌其中兩省個坐標救軸，那辰就屬于惱兩坐標撒聯(lián)動的療三坐標以機床－陶稱為兩軸半。像這類羽機床無法囑獲得空間派直線、空戲間螺旋線讓等復雜加濕工軌跡。要想加工死復雜的曲舉面，只能沃采用三軸仇以上的聯(lián)蝦動控制。兩軸半坐賤標聯(lián)動機床本鋸身有三井個坐標臂能作三湯個方向陽的運動徑，但控次制裝置尺只能同臨時控制偵兩個坐罰標，而惠第三個肯坐標只住能作等勺距周期崇移動。任務三數(shù)控機床續(xù)加工的特謝點及應用一、任務危引入二、任莫務分析三、知段識準備一、任幟務引入1.任務描野述機械零再件多種洲多樣，詠完成一沿個零件劉的加工每需要多泛道工序嫂，我們約在本任絡務中了盜解數(shù)控將機床的傷加工特譜點及其嫂在零件旋加工中亭的應用鹿。2.知識目標（1）了解究數(shù)控機團床的應味用；（2）掌握數(shù)鞠控機床的槍加工特點懷。二、任務室分析本任務通證過分析數(shù)娘控機床的例加工特點寸，能根據(jù)癢工件合理蓬的選擇數(shù)碗控機床。三、知未識準備（一）塊數(shù)控機襪床加工流的特點1.自動化族程度高枝，減輕匯人工勞彼動強度2.柔性加工米程度高，皂適應性強3.加工精度水高,加工質(zhì)創(chuàng)量穩(wěn)定4.生產(chǎn)效率族高5.有利于生抄產(chǎn)管理的土現(xiàn)代化6.良好的經(jīng)悔濟效益（二）數(shù)柄控機床的創(chuàng)應用1.最適應去數(shù)控加燃工零件遵類（1）形狀家復雜,加工精度菌要求高,用通用舌機床很炕難加工曉或雖然嘩能加工賣但很難懂保證加磨工質(zhì)量否的零件嫌。（2）用數(shù)平學模型傻描述的唐復雜曲蹈線或曲木面輪廓成零件。（3）具有難文測量,難控制險進給,難控制尺抓寸的不開湯敞內(nèi)腔的丈殼體或盒詢形零件。（4）必須在納一次裝夾慘中完成銑競、鏜、锪向、鉸或攻嘴螺紋等多色工序的零系件。2.不適應數(shù)敲控加工零標件類（1）生產(chǎn)批舟量大的零嚇件(當然不排猾除其中個嗚別工序用潔數(shù)控機床富加工)。（2）裝夾困簽難或完全奇靠找正定抱位來保證導加工精度燥的零件。（3）加工余跳量很不穩(wěn)崇定,且在數(shù)悄控機床帥上無在敞線檢測伶系統(tǒng)用掩于自動義調(diào)整零召件坐標運位置的裝零件。（4）必須用柱特定的工兩藝裝備協(xié)夾調(diào)加工的寬零件。任務四數(shù)控機床夜的發(fā)展趨搞勢一、任漠務引入二、任馬務分析三、知識賠準備一、任鳴務引入1.任務描述能夠講述為數(shù)控機床訓的發(fā)展趨刪勢。2.知識目柄標了解數(shù)控歌機床的應出用；二、任務安分析機械工業(yè)建的發(fā)展，奔使數(shù)控機躬床也不斷證發(fā)展。送本任務介繡紹數(shù)控機悄床的產(chǎn)生嚇與發(fā)展，楊以及數(shù)控為機床未來抽的發(fā)展趨半勢。三、知炭識準備（一）數(shù)控機去床的產(chǎn)也生與發(fā)屬展194翁8年受美國塌空軍委托Pars良ons公司和M.I.早T合作，195斜2年研制墾了世界拼上第一介臺三座乘標數(shù)控絕機床（迎實驗性激）。1954年11月，第一富臺工業(yè)用猾數(shù)控機床飯由美國本渠迪克斯公僚司（Bend強ix）生產(chǎn)功出來。從1952年至今嫂，NC機床按NC系統(tǒng)的發(fā)傭展經(jīng)歷的邀五代。第一代：絕1955雀年NC系統(tǒng)以電教子管組成歐，體積大弦，功耗大關。第二代悲：19嫩59年NC系統(tǒng)以共晶體管退組成，訊采用印泄刷電路閣板。第三代：應1965塵年NC系統(tǒng)采揭用小規(guī)除模集成島電路作掏為硬件釀，其特違點是體蜂積小，掃功耗低墾，可靠張性進一車步提高租。以上三定代NC系統(tǒng)，由領于其數(shù)控碰功能均由陷硬件實現(xiàn)術，故歷史室上又稱其覺為“硬線NC”第四代：顆1970蝴年NC系統(tǒng)采用勢小型計算雄機取代專面用計算機降，其部分寺功能由軟惱件實現(xiàn)，軋它具有價壟格低，可村靠性高和刪功能多等軟特點。第五代：吳1974皮年NC系統(tǒng)以在微處理復器為核館心，不拳僅價格詞進一步凡降低，屆體積進今一步縮險小，使峽實現(xiàn)真辛正意義畝上的機汽電一體虹化成為帆可能。樸這一代倆又可分救為六個勁發(fā)展階奮段：（二）日數(shù)或控機床橡的發(fā)展擇趨勢數(shù)控機孩床總的劇發(fā)展趨澤勢是工真序集中臂、高速千、高效經(jīng)、高精鑄度、高胳可靠性盟以及方自便使用架。拓展實羞訓數(shù)控機荒床安全招操作規(guī)臭程。本章難栽點回顧1、概念（1）數(shù)控旁技術（2）數(shù)控遵機床（3）數(shù)控昏加工2、數(shù)控協(xié)機床的熊分類（1）按照伺閃服系統(tǒng)分乖類（2）按照獎運動軌緒跡分類（3）按照遞聯(lián)動軸旱數(shù)分類（4）按照伙工藝用類途分