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

第一章概述學(xué)習(xí)目的與要求掌握數(shù)控機(jī)床的組成與工作原理；熟悉數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)；掌握數(shù)控機(jī)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(jī)床的產(chǎn)生第一代數(shù)控機(jī)床——1952年在美國麻省理工學(xué)院研制出電子管數(shù)控機(jī)床

第二代數(shù)控機(jī)床——50年代末的晶體管數(shù)控機(jī)床第三代數(shù)控機(jī)床——1965年小規(guī)模集成電路數(shù)控機(jī)床以上三代為數(shù)控機(jī)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(diǎn)是數(shù)控系統(tǒng)的所有功能均由硬件（數(shù)控裝置）來實(shí)現(xiàn)，故又稱為硬件數(shù)控。

第四代數(shù)控機(jī)床——1970年小型計(jì)算機(jī)開始用于數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床的發(fā)展進(jìn)入第二階段，即CNC（計(jì)算機(jī)數(shù)字控制）階段第五代數(shù)控機(jī)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(jī)床第六代數(shù)控機(jī)床——

1990年,數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)入了基于PC(個(gè)人計(jì)算機(jī))的第六代

1.1.2數(shù)控機(jī)床的定義

數(shù)控機(jī)床是一種裝有程序控制系統(tǒng)的機(jī)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(dòng)軌跡的信息輸入到數(shù)控裝置，經(jīng)過譯碼、運(yùn)算，從而實(shí)現(xiàn)控制刀具與工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)，加工出所需要的零件的機(jī)床，即為數(shù)控機(jī)床。與普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床是一種自動(dòng)化加工設(shè)備。

數(shù)控機(jī)床都是由程序載體、CNC裝置、伺服系統(tǒng)、檢測(cè)與反饋裝置、輔助裝置和機(jī)床本體等若干基本部分組成，如圖1-1所示。1.2數(shù)控機(jī)床的組成與工作原理數(shù)控機(jī)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(jì)算機(jī)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(jī)床采用微型計(jì)算機(jī)控制。CNC裝置的功能是接收從輸入裝置送來的脈沖信號(hào)；并將信號(hào)通過數(shù)控裝置的系統(tǒng)軟件或邏輯電路的編譯、運(yùn)算和邏輯處理后，輸出各種信號(hào)和控制指令。3．伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)是CNC裝置和機(jī)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(hào)調(diào)解、轉(zhuǎn)換、放大后驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)，通過執(zhí)行部件驅(qū)動(dòng)機(jī)床移動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)，使工作臺(tái)精確定位或使刀具和工件及主軸按規(guī)定的軌跡運(yùn)動(dòng)，最后加工出產(chǎn)品。

4．檢測(cè)與反饋裝置它的作用是：將機(jī)床導(dǎo)軌和主軸移動(dòng)的位移量、移動(dòng)速度等參數(shù)檢測(cè)出來，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換變成數(shù)字信號(hào)，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(jìn)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(cè)裝置有編碼器、光柵、感應(yīng)同步器、磁柵、霍爾檢測(cè)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(jì)算機(jī)送來的輔助控制指令(M，S，T等)經(jīng)機(jī)床接口轉(zhuǎn)換成強(qiáng)電信號(hào)，用來控制主軸電動(dòng)機(jī)啟停和變速、冷卻液的開關(guān)及分度工作臺(tái)的轉(zhuǎn)位和自動(dòng)換刀等動(dòng)作。

6．機(jī)床本體數(shù)控機(jī)床的本體是指其機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)體。它是實(shí)現(xiàn)加工零件的執(zhí)行部件，主要有主運(yùn)動(dòng)部件(主軸、主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu))、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件(工作臺(tái)、拖板及相應(yīng)的傳動(dòng)機(jī)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(jī)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(jī)床的主軸運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、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(jìn)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(jī)床（2）數(shù)控加工中心2．按控制的運(yùn)動(dòng)軌跡分（1）點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床（2）直線控制數(shù)控機(jī)床（3）輪廓控制數(shù)控機(jī)床1.3數(shù)控機(jī)床的分類與特點(diǎn)3．按伺服系統(tǒng)的類型分（1）開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床（2）閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床（3）半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床1.3.2數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)1.適應(yīng)性強(qiáng)，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(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件5.經(jīng)濟(jì)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