課題一 認識數(shù)控機床.ppt

1、數(shù)控原理與編程實訓,電子教案,教 師 課 時 授 課 計 劃教師姓名 課程名稱 數(shù)控原理與編程實訓授課時數(shù)1天 累計 1天,課題一 認識數(shù)控機床,一、新課的導入 1、常用的機械加工設備有哪些？ 2、它們有什么樣的加工特點？ 3、各種機械加工應用于什么場合？,二、新課的教學內容,(一)數(shù)控機床的產生與發(fā)展 1數(shù)控機床的產生 1952年，美國帕森斯公司和麻省理工學院研制成功了 世界上第一臺數(shù)控機床。半個世紀以來，數(shù)控技術得到了 迅猛的發(fā)展，加工精度和生產效率不斷提高。數(shù)控機床的 發(fā)展至今已經歷了兩個階段和六代。 1952年的第一代電子管數(shù)控機床 1959年的第二代晶體管數(shù)控機床 1965年的第三代

2、集成電路數(shù)控機床 1970年的第四代小型計算機數(shù)控機床 1974年的第五代微型計算機數(shù)控系統(tǒng) 1990年的第六代基于PC的數(shù)控機床。,2數(shù)控機床的發(fā)展趨勢,（1）高速度高精度化 （2）多功能化、智能化、小型化 （3）高可靠性,(二)數(shù)控機床的概念及組成,1數(shù)控機床的基本概念 （1）數(shù)控（Numerical Control，簡稱NC）是采用數(shù)字化信息對機床的運動及其加工過程進行控制的方法。 （2）數(shù)控機床（Numerically Controlled Machine tool） 是指裝備了計算機數(shù)控系統(tǒng)的機床，簡稱CNC機床。,2數(shù)控機床的組成,反饋裝置,輸入輸出裝置,數(shù)控裝置,伺服系統(tǒng),機床本

3、體,計算機數(shù)控機床由輸入輸出裝置、計算機數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)和機床本體等部分組成，其組成框圖如圖1.1所示， 圖1.1數(shù)控機床的組成,(三)數(shù)控機床的種類與應用,1按工藝用途分類 （1）金屬切削類數(shù)控機床 （2）金屬成型類數(shù)控機床 （3）數(shù)控特種加工機床 （4）其它類型的數(shù)控機床,2按機床運動的控制軌跡分類,（1）點位控制數(shù)控機床 1)點位控制只要求控制機床的移動部件從某一位置移動到另一位置的準確定位，對于兩位置之間的運動軌跡不作嚴格要求，在移動過程中刀具不進行切削加工，如圖1.2所示。 2)為了實現(xiàn)既快又準的定位，常 采用先快速移動，然后慢速趨近 定位點位的方法來保證定位精度。 3)主要有數(shù)控

4、鉆床、數(shù)控沖床、 數(shù)控鏜床、數(shù)控點焊機等。,圖1.2點位數(shù)控機床加工示意圖,（2）直線控制數(shù)控機床,1）直線控制數(shù)控機床的特點是除了控制點與點之間的準確定位外，還要保證兩點之間移動的軌跡是一條與機床坐標軸平行的直線。 2）對移動的速度也要進行控制，因為這類數(shù)控機床在兩點之間移動時要進行切削加工，如圖1.3所示。,圖1.3直線數(shù)控機床加工示意圖,（3）輪廓控制數(shù)控機床,1）輪廓控制能夠對兩個或兩個以上的運動坐標的位移及速度進行連續(xù)相關的控制，因而可以進行曲線或曲面的加工，如圖1.4所示。 2）具有輪廓控制功能的數(shù)控機床有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心等。,圖1.4輪廓數(shù)控機床加工示意圖,3 伺服控

5、制的方式分類,（1）開環(huán)控制系統(tǒng) 開環(huán)控制系統(tǒng)是指不帶反饋的控制系統(tǒng). 其特點:開環(huán)控制具有結構簡單、系統(tǒng)穩(wěn)定、容易調試、成本低等優(yōu)點。但是系統(tǒng)對移動部件的誤差沒有補償和校正，所以精度低。一般適用于經濟型數(shù)控機床和舊機床數(shù)控化改造。 如圖1.5,部件的移動速度和位移量是由輸入脈沖的頻率和脈沖數(shù)決定的。,圖1.5開環(huán)控制系統(tǒng),（2）半閉環(huán)控制系統(tǒng),1）半閉環(huán)控制系統(tǒng)是在開環(huán)系統(tǒng)的絲杠上裝有角位移測量裝置，通過檢測絲杠的轉角間接地檢測移動部件的位移，反饋到數(shù)控系統(tǒng)中，由于慣性較大的機床移動部件不包括在檢測范圍之內，因而稱作半閉環(huán)控制系統(tǒng)，如圖1.6所示。 2）系統(tǒng)閉環(huán)環(huán)路內不包括機械傳動環(huán)節(jié)，可獲

6、得穩(wěn)定的控制特性。機械傳動環(huán)節(jié)的誤差，可用補償?shù)霓k法消除，可獲得滿意的精度。中檔數(shù)控機床廣泛采用半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。,圖1.6半閉環(huán)控制系統(tǒng),（3）閉環(huán)控制系統(tǒng),1）在機床移動部件上直接裝有位置檢測裝置，將測量的結果直接反饋到數(shù)控裝置中，與輸入指令進行比較控制，使移動部件按照實際的要求運動，最終實現(xiàn)精確定位，原理如下圖所示，因為把機床工作臺納入了位置控制環(huán)，故稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。 2）該系統(tǒng)定位精度高、調節(jié)速度快。該系統(tǒng)調試工作困難。系統(tǒng)復雜并且成本高，故適用于精度要求很高的數(shù)控機床，如精密數(shù)控鏜銑床、超精密數(shù)控車床等。,4按數(shù)控系統(tǒng)功能水平分類,數(shù)控機床按數(shù)控系統(tǒng)的功能水平可分為 低、中、高三檔,

7、(四)數(shù)控機床加工的特點及應用,1數(shù)控機床加工的特點 （1）可以加工具有復雜型面的工件 （2）加工精度高，質量穩(wěn)定 （3）生產率高 （4）改善勞動條件 （5）有利于生產管理現(xiàn)代化,2數(shù)控機床的適用范圍,（1）多品種、單件小批量生產的零件或新產品試制中的零件； （2）幾何形狀復雜的零件； （3）精度及表面粗糙度要求高的零件； （4）加工過程中需要進行多工序加工的零件； （5）用普通機床加工時，需要昂貴工裝設備（工具、夾具和模具）的零件。,(五)先進制造技術,1快速原型法（又稱快速成形法） 2虛擬制造技術 3柔性制造系統(tǒng)(FMS) 4柔性制造單元（FMC） 5計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS),三、現(xiàn)場教學,用0.5天的時間到工廠及數(shù)控加工實訓室參觀各類數(shù)控設備的結構及其加工零件的運動過程，并建議到圖書館、閱覽室了解機械及數(shù)控加工等方面有哪些書籍及雜志，上網(wǎng)查