數(shù)控機床概述及組成-(一-)課件

數(shù)控編程與操作主講教師：潘紅恩1數(shù)控編程與操作主講教師：潘紅恩1課程的教學目標通過本課程的學習，使學生:了解數(shù)控設備的發(fā)展和基本特點，數(shù)控機床的主要組成部分和功用;掌握數(shù)控加工工藝的分析和數(shù)控加工指令的基本格式;學會使用數(shù)控加工指令完成零件加工程序的編寫;培養(yǎng)學生具有分析和編寫數(shù)控加工工藝的能力;具有編寫數(shù)控中級工等級標準的零件程序的能力;具有操作數(shù)控機床加工數(shù)控中級工等級標準的零件的能力。2課程的教學目標通過本課程的學習，使學生:2考核方式及評分標準1、理論成績：每個學生根據(jù)平時成績（出勤、作業(yè)、上課情況）（占30%）、期末考試成績（占50%）得分。2、實驗成績（占20%）：每個實驗根據(jù)學生實驗的過程、實驗結果、實驗報告由教師打出實驗成績。3考核方式及評分標準1、理論成績：每個學生根據(jù)平時成績（出勤、參考書目《數(shù)控機床操作與編程培訓教程》機械工業(yè)出版社劉雄偉主編，2001.3《數(shù)控加工技術》化學工業(yè)出版社，明興祖主編，2002.12《數(shù)控編程》山東科學技術出版社，韓鴻鸞、孫翰英主編，2006.84參考書目《數(shù)控機床操作與編程培訓教程》機械工業(yè)出版社緒論人才短缺專業(yè):數(shù)控技術應用計算機應用與軟件技術汽車運用與維修護理5緒論人才短缺專業(yè):5本次課教學內容

第一節(jié)數(shù)控技術的基本概念

第二節(jié)數(shù)控機床的組成6本次課教學內容第一節(jié)數(shù)控技術的基本概念第二節(jié)數(shù)控機教學目的

通過數(shù)控機床基本概念的講解，了解數(shù)控技術的發(fā)展歷程，通過了解數(shù)控機床的各個組成部分，理解數(shù)控機床的CNC系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)和機械系統(tǒng)。7教學目的通過數(shù)控機床基本概念的講解，了解第一節(jié)數(shù)控技術的基本概念數(shù)控技術:

是用數(shù)字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術，數(shù)控裝備是以數(shù)控技術為代表的新技術對傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機電一體化產(chǎn)品.

8第一節(jié)數(shù)控技術的基本概念數(shù)控技術:8第一節(jié)數(shù)控技術的基本概念一、數(shù)字控制(數(shù)控NC)(NumericalControl)

它是指用數(shù)字化信號對機床運動及其加工過程中進行控制的一種方法。

1、數(shù)字化信號（01010010）2、模擬量信號(~)3、開關量信號(0、1，主軸正反轉、刀架正反轉、冷卻液開關)由PLC控制

NC數(shù)控又名硬線數(shù)控。9第一節(jié)數(shù)控技術的基本概念一、數(shù)字控制(數(shù)控NC)(Num第一節(jié)數(shù)控技術的基本概念二、數(shù)字控制機床(NC機床)(NumericalControlMachineTools)數(shù)控裝備是指應用數(shù)控技術對工作機械的工作過程進行控制的裝備。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。10第一節(jié)數(shù)控技術的基本概念二、數(shù)字控制機床(NC機床)(N第一節(jié)數(shù)控技術的基本概念

數(shù)控機床的產(chǎn)生:

世界上第一臺數(shù)控機床是1952年美國帕森斯parsons公司和麻省理工學院MI.T合作研制成功的三坐標數(shù)控銑床，它用來加工直升飛機葉片輪廓檢查用樣板。11第一節(jié)數(shù)控技術的基本概念數(shù)控機床的產(chǎn)生:11第一節(jié)數(shù)控技術的基本概念數(shù)控機床的發(fā)展數(shù)控化率：我國：是全世界機床擁有量最多的國家（近300萬臺）數(shù)控化率僅達到1.9％左右西方：20％日本：不到80萬臺的機床卻有10倍于我國的制造能力年產(chǎn)量：我國：3000~4000臺/每年日本：5萬多臺/每年我國十幾億美元進口7000~9000臺/每年12第一節(jié)數(shù)控技術的基本概念數(shù)控機床的發(fā)展12第一節(jié)數(shù)控技術的基本概念三、數(shù)控系統(tǒng)（NCControlSystem）數(shù)控設備的數(shù)據(jù)處理和控制電路以及伺服機構等系統(tǒng)稱數(shù)字控制系統(tǒng)。它由程序輸入、輸出設備、計算機數(shù)字控制裝置、可編程控制器、主軸進給及驅動裝置等組成。13第一節(jié)數(shù)控技術的基本概念三、數(shù)控系統(tǒng)（NCControl第一節(jié)數(shù)控技術的基本概念

數(shù)控技術經(jīng)過50年6代的發(fā)展：第一代數(shù)控系統(tǒng)：1952年，電子管數(shù)控系統(tǒng)第二代數(shù)控系統(tǒng)：50年代末，晶體管數(shù)控系統(tǒng)第三代數(shù)控系統(tǒng)：1965年，集成電路數(shù)控系統(tǒng)第四代數(shù)控系統(tǒng)：1970年，小型計算機數(shù)控系統(tǒng)第五代數(shù)控系統(tǒng)：1974年，微型計算機數(shù)控系統(tǒng)第六代數(shù)控系統(tǒng)：基于PC的開放式數(shù)控系統(tǒng)

14第一節(jié)數(shù)控技術的基本概念數(shù)控技術經(jīng)過50年6代的發(fā)展：14第一節(jié)數(shù)控技術的基本概念國際上最大的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠:

日本FANUC公司，１年生產(chǎn)５萬套以上系統(tǒng)，占世界市場約40％左右其次是德國的西門子公司占15％以上國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)廠家主要有華中數(shù)控、北京航天機床數(shù)控集團15第一節(jié)數(shù)控技術的基本概念國際上最大的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠:1519世紀銑床

1619世紀16第一節(jié)數(shù)控技術的基本概念四、計算機數(shù)字控制機床（CNCComputerNumericalControlMachineTools）計算機數(shù)字控制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。它綜合了計算機、自動控制、精密測量、機床機構設計與制造等方面的最新成果。CNC數(shù)控系統(tǒng)又名軟線數(shù)控。17第一節(jié)數(shù)控技術的基本概念四、計算機數(shù)字控制機床（CNCC第一節(jié)數(shù)控技術的基本概念第七代數(shù)控系統(tǒng)：基于Web的CNC系統(tǒng)（遠程CNC系統(tǒng)）、智能CNC系統(tǒng)、CAD/CAM集成CNC系統(tǒng)18第一節(jié)數(shù)控技術的基本概念第七代數(shù)控系統(tǒng)：基于Web的CNC系第一節(jié)數(shù)控技術的基本概念五、數(shù)控程序（NCProgram）輸入數(shù)控系統(tǒng)中的、使數(shù)控機床執(zhí)行一個確定的加工任務的、具有特定代碼和其它符號編碼的一系列指令。六、數(shù)控編程：將零件的加工信息編制成數(shù)控機床能識別的代碼。19第一節(jié)數(shù)控技術的基本概念五、數(shù)控程序（NCProgram）第一節(jié)數(shù)控技術的基本概念七、數(shù)控加工20第一節(jié)數(shù)控技術的基本概念七、數(shù)控加工20第二節(jié)數(shù)控機床的組成數(shù)控機床的組成:信息輸入（程序）－數(shù)控裝置（譯碼、運算、控制）－伺服驅動及檢測裝置（驅動、電機、測量反饋）－機床本體--機電接口21第二節(jié)數(shù)控機床的組成數(shù)控機床的組成:21第二節(jié)數(shù)控機床的組成22第二節(jié)數(shù)控機床的組成22第二節(jié)數(shù)控機床的組成

一般由CNC系統(tǒng)伺服系統(tǒng)機械系統(tǒng)三大部分組成。23第二節(jié)數(shù)控機床的組成一般由2一、CNC系統(tǒng)1、是CNC機床的核心CNC系統(tǒng)的組成框圖

24一、CNC系統(tǒng)1、是CNC機床的核心CNC系統(tǒng)的組成框圖一、CNC系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)除了計算機外，其外圍設備還包括：鍵盤：用于輸入操作命令及編輯、修改程序、輸入零件加工程序。CRT：供顯示及監(jiān)控。操作面板:供操作員改變操作方式、輸入數(shù)據(jù)、起停加工。機床接口：計算機和機床之間聯(lián)系的橋梁，包括伺服接口及DNC輸入輸出接口25一、CNC系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)除了計算機外，其外圍設備還包括：25ISO代碼地址內碼N(4E)2000H10H0(30)2001H00H5(35)2002H05HG(47)2003H11H9(39)2004H09H0(30)2005H00HG(47)2006H11H0(30)2007H00H1(31)2008H01HX(D8)2009H12H1(31)200AH01H0(30)200BH00H6(36)200CH06HY(59)200DH13H-(2D)200EH21H6(36)200FH06H0(30)2010H00HF(C6)2011H18H4(34)2012H04H6(36)2013H06HM(4D)2014H19H0(30)2015H00H5(35)2016H05HLF(0A)2017H20H單元名地址內碼N4000H05HX4001H6AH4002H00HY4003HC4H4004HFFHZ4005H00H4006H00HI4007H00H4008H00HJ4009H00H400AH00HK400BH00H400CH00HF400DH2EH400EH00HS400FH00H4010H00HT4011H00HMX4012H00HMY4013H05HMZ4014H00HGA4015H01HGB4016H00HGC4017H00HGD4018H00HGE4019H00HGF401AH90HISO代碼地址內碼N(4E)2000H10H0(30)2001H00H5(35)2002H05HG(47)2003H11H9(39)2004H09H0(30)2005H00HG(47)2006H11H0(30)2007H00H1(31)2008H01HX(D8)2009H12H1(31)200AH01H0(30)200BH00H6(36)200CH06HY(59)200DH13H-(2D)200EH21H6(36)200FH06H0(30)2010H00HF(C6)2011H18H4(34)2012H04H6(36)2013H06HM(4D)2014H19H0(30)2015H00H5(35)2016H05HLF(0A)2017H20H數(shù)控加工程序緩沖器譯碼結果緩沖器26ISO代碼地址內碼N(4E)2000H10H0(30)200一、CNC系統(tǒng)CNC系統(tǒng)的主要功能CNC裝置的功能是指滿足用戶操作和機床控制要求的方法和手段?；竟δ堋獢?shù)控系統(tǒng)基本配置的功能，即必備功能；選擇功能——用戶可根據(jù)實際要求選擇的功能。27一、CNC系統(tǒng)CNC系統(tǒng)的主要功能27一、CNC系統(tǒng)基本功能控制功能——CNC能控制和能聯(lián)動控制的進給軸數(shù)。CNC的進給軸分類： 移動軸（X、Y、Z）和回轉軸（A、B、C）； 附加軸（U、V、W）。 準備功能（G功能）——指令機床動作方式的功能。G+兩位數(shù)字，G00~G99共100種28一、CNC系統(tǒng)基本功能28一、CNC系統(tǒng)插補功能插補功能是數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)零件輪廓(平面或空間)加工軌跡運算的功能。進給功能進給功能用F直接指令各軸的進給速度。切削進給速度——控制刀具相對工件的運動速度，用F和其后的數(shù)字指定，單位為mm/min。進給倍率（進給修調率）——人工實時修調預先給定的進給速度。設置在操作面板上，可在0%~200%之間變化，每檔間隔10%。使用倍率開關不用修改程序中的代碼，就可改變機床的進給速度。

29一、CNC系統(tǒng)插補功能29一、CNC系統(tǒng)主軸功能——數(shù)控系統(tǒng)的主軸轉速的功能。 用S+數(shù)值組成 主軸轉速——主軸轉速的控制功能，單位為r/min。 恒線速度控制——刀具切削點的切削速度為恒速的控制功能 主軸定向控制——主軸周向定位于特定位置控制的功能。

C軸控制——主軸周向任意位置控制的功能。 主軸修調率——人工實時修調預先設定的主軸轉速，可以不修改程序。

30一、CNC系統(tǒng)主軸功能——數(shù)控系統(tǒng)的主軸轉速的功能。30一、CNC系統(tǒng)輔助功能（M功能）——用于指令機床輔助操作的功能刀具管理功能——用來選擇刀具，實現(xiàn)對刀具幾何尺寸和壽命的管理功能

字符圖形顯示功能自診斷功能------CNC自動實現(xiàn)故障預報和故障定位的功能。開機自診斷；在線自診斷；離線自診斷；遠程通訊診斷31一、CNC系統(tǒng)輔助功能（M功能）——用于指令機床輔助一、CNC系統(tǒng)選擇功能補償功能刀具半徑和長度補償功能：實現(xiàn)按零件輪廓編制的程序控制刀具中心軌跡的功能。32一、CNC系統(tǒng)選擇功能32一、CNC系統(tǒng)固定循環(huán)功能是數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)典型加工循環(huán)（如：鉆孔、攻絲、鏜孔、深孔鉆削和切螺紋等）的功能人機對話功能在CNC裝置中這類功能有：菜單結構操作界面；零件加工程序的編輯環(huán)境；系統(tǒng)和機床參數(shù)、狀態(tài)、故障信息的顯示、查詢或修改畫面等。

33一、CNC系統(tǒng)固定循環(huán)功能33二、伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)的功能——對數(shù)控機床移動部件的位置和速度進行控制

構成：34二、伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)的功能——對數(shù)控機床移動部件的位置和速度二、伺服系統(tǒng)分類

35二、伺服系統(tǒng)分類35二、伺服系統(tǒng)進給伺服系統(tǒng)--控制機床各坐標軸的切削進給運動36二、伺服系統(tǒng)進給伺服系統(tǒng)--控制機床各坐標軸的切削進給運動二、伺服系統(tǒng)進給伺服系統(tǒng)的速度控制系統(tǒng)是由執(zhí)行機構(例如交流伺服電動機、直流伺服電動機及速度檢測元件)和速度控制單元所組成。它的職能是提供切削過程中需要的轉矩和功率，可以任意調節(jié)運轉速度。進給伺服系統(tǒng)的位置控制系統(tǒng)又分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)兩種。開環(huán)控制不需要位置檢測及反饋，閉環(huán)控制需要位置檢測及反饋。37二、伺服系統(tǒng)進給伺服系統(tǒng)的速度控制系統(tǒng)是由執(zhí)行機構(例如交流二、伺服系統(tǒng)38二、伺服系統(tǒng)38二、伺服系統(tǒng)是一個雙閉環(huán)系統(tǒng)，內環(huán)是速度環(huán)，外環(huán)是位置環(huán)。位置環(huán)由CNC系統(tǒng)中的位置控制模塊與速度控制單元、位置檢測及反饋控制等部分組成。位置控制主要是對數(shù)控機床進給運動的坐標位置進行控制，例如，工作臺前后左右移動、主軸箱的上下移動、圍繞某一個直線軸的旋轉運動等。39二、伺服系統(tǒng)是一個雙閉環(huán)系統(tǒng)，內環(huán)是速度環(huán)，外環(huán)是位置環(huán)。位二、伺服系統(tǒng)按伺服系統(tǒng)的機床分類開環(huán)控制數(shù)控機床

40二、伺服系統(tǒng)按伺服系統(tǒng)的機床分類40二、伺服系統(tǒng)半閉環(huán)控制數(shù)控機床41二、伺服系統(tǒng)半閉環(huán)控制數(shù)控機床41二、伺服系統(tǒng)閉環(huán)控制數(shù)控機床

42二、伺服系統(tǒng)閉環(huán)控制數(shù)控機床42三、機械系統(tǒng)按加工工藝分:

數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鏜床、數(shù)控磨床、數(shù)控沖壓機床、數(shù)控電加工機床、數(shù)控測量機床等。

43三、機械系統(tǒng)按加工工藝分:43三、機械系統(tǒng)機械系統(tǒng)包括：機床基礎件：床身、立柱、橫梁、滑坐和工作臺主軸部件：包括主軸電動機和主軸傳動系統(tǒng)

44三、機械系統(tǒng)機械系統(tǒng)包括：44三、機械系統(tǒng)進給系統(tǒng)：包括進給執(zhí)行電動機和進給傳動系統(tǒng)滾珠絲桿螺母副導軌副運動導軌：與運動部件連成一體的運動一方支承導軌：與支承件連成一體的固定不動的一方45三、機械系統(tǒng)進給系統(tǒng)：45滾珠絲桿46滾珠絲桿46導軌47導軌47貼塑導軌

48貼塑導軌48貼塑導軌49貼塑導軌49貼塑導軌50貼塑導軌50貼塑導軌51貼塑導軌51貼塑導軌52貼塑導軌52滑動貼塑導軌

53滑動貼塑導軌53直線滾動導軌

54直線滾動導軌54三、機械系統(tǒng)實現(xiàn)工件回轉、定位的裝置和附件如：主軸準停裝置作用——使主軸每次停在固定不變的位置，保證換刀時主軸的鍵與刀柄的鍵槽能對準，方便卸刀和裝刀。55三、機械系統(tǒng)實現(xiàn)工件回轉、定位的裝置和附件55利用主軸準停機能鏜背孔示意圖56利用主軸準停機能鏜背孔示意圖56自動換刀時主軸及刀具準停示意圖57自動換刀時主軸及刀具準停示意圖57三、機