【正文】 數控機床編程 2 測驗S n ap 測3 一、概論 數控機床的產生 數控技術的基本概念 數控機床的組成及工作原理 數控機床的種類 數控機床加工特點及應用范圍 4 數控機床的產生 在航天航空、造船、軍工和計算機等工 業(yè)中為了解決零件精度高、形狀復雜、批量 小、經常改動、加工困難、生產效率低、勞 動強度大、質量難以保證的情況。 1952年 3月麻省理工試制成功第一臺數 控機床。 5 數控技術的基本概念 數控技術 ：采用數字化信息實現加工自 動化的機床控制技術，用數字化信號對機床 的運動及其加工過程進行控制的機床，稱作 數控機床。 6 數控機床的組成及工作原理 輸入 輸出 設備 計算機 數控裝置 CNC 伺服 系統(tǒng) 機床 本體 檢測系統(tǒng) 7 （ 1）、輸入輸出設備 ? 輸入輸出設備主要實現編制程序、輸入程序、輸入數據以及顯示、存儲和打印等功能。 ? 常用的輸入輸出設備有：鍵盤、磁帶或磁盤輸入機、 CRT顯示器等，高級的數控機床還配有一套自動編程機或 CAD/CAM系統(tǒng)。 ? 通訊： 串行通訊（ RS232等串口）、自動控制專用接口和規(guī)范（ DNC， MAP等）網絡技術（ inter， LAN等）。 8 （ 2）、數控裝置（ CNC） 數控裝置是數控機床的控制核心 ? 組成： 通常由一臺通用或專用計算機構成 計算機系統(tǒng)、位置控制板、 PLC接口板，通訊接口板、特殊功能模塊以及相應的控制軟件 。 ? 作用： 接收輸入設備輸入的加工信息，完成數據的存儲、計算、邏輯判斷、輸入輸出控制等，并向機床各驅動機構發(fā)出運動指命，指揮機床各部件協(xié)調、準確地執(zhí)行工件加工程序。 9 （ 3）、伺服系統(tǒng) 伺服系統(tǒng)是指數控機床的電氣驅動部分 它接收入數控裝置發(fā)出的各種動作命令，并精確地驅動機床進給軸或主軸運動。伺服系統(tǒng)的性能是影響數控機床加工精度和生產效率的主要因素之一。 10 （ 4）、機床本體 ? 機床本體是數控機床的主體， ? 包括： 床身、立柱等支承部件；主軸等運動部件；工作臺、刀架以及進給運動執(zhí)行部件、傳動部件 ；此外還有冷卻、潤滑、轉位和夾緊等輔助裝置，對加工中心類數控機床，還有存放刀具的刀庫、交換刀具的機械手等部件。 11 （ 5）、檢測系統(tǒng) ? 檢測裝置是對機床的轉速及進給實際位置進行檢測并反饋給數控系統(tǒng)，進行補償處理。 ? 運動部分通過傳感器，裝角位移或直線位移轉換成電信號輸送給出數控系統(tǒng)，與給定位置進行比較，并由數控系統(tǒng)計算，繼續(xù)向伺服系統(tǒng)發(fā)出運動指命，對產生的誤差進行補償，使機床工作臺精確地移動到要求的位置。 12 數控機床的種類 ?按工藝用途分類 ?按控制運動方式分類 ?按控制方法分類 ?按聯動軸數分類 13 按工藝用途分類 ? 普通數控機床： 在一個工序上實現數字控 制的自動化機床 如：數控車床、數控銑床、數控鉆床 ? 加工中心： 帶刀庫和自動換刀裝置 如：車削加工中心、銑削加工中心。 ? 其他： 三坐標測量機、機械手（工業(yè)機器人）、自動繪圖機等 14 加工中心及其輔助裝備圖片 圓盤式刀庫 鏈式刀庫 五軸聯動加工中心主軸頭 換刀臂 帶交換工作臺的 臥式加工中心 帶機械手的 立式加工中心 15 16 按控制運動方式分類 ?點位控制的數控機床 ?直線控制的數控機床 ?輪廓控制的數控機床 17 1）點位控制的數控機床 ? 只控制刀具從一點到另一點的位置，而不控制移動軌跡， ? 在定位移動中不進行切削加工。 如：數控鉆床、數控沖床。 18 2）直線控制的數控機床 ?控制刀具或機床工作臺以給定速度，沿平行于某一坐標軸方向， ?由一個位置到另一個位置的精確移動。也稱點－直線控制方式（單軸運動） 如：數控車床、數控鉆床 和數控銑床 19 3）輪廓控制的數控機床 ? 對兩個或兩個以上的坐標同時進行控制（多軸聯動）。 ? 它不僅要控制機床移動部件的起點與終點，而且要控制整個加工過程的每一點的速度、方向和位移量，即要控制軌跡，加工出要求的輪廓。 ? 運動軌跡是任意的直線、圓弧、螺旋線等 如：數控車床、數控銑床、加工中心等。 20 按控制方式分類 ?開環(huán)控制系統(tǒng) ?半閉環(huán)控制系統(tǒng) ?閉環(huán)控制系統(tǒng) 21 1）開環(huán)控制系統(tǒng) 輸入 輸出 設備 計算機 數控裝置 CNC 伺服 系統(tǒng) 機床 本體 檢測系統(tǒng) 特點：結構簡單，步進驅動、步進電機，無位置速度反饋 22 2）閉環(huán)控制系統(tǒng) 輸入 輸出 設備 計算機 數控裝置 CNC 伺服 系統(tǒng) 機床 本體 檢測系統(tǒng) （速度、位置） 特點：精度高，采用交流或直流伺服驅動及伺服電機， 有直線位移、速度檢測裝置，價格貴，調試困難。 23 3）半閉環(huán)控制系統(tǒng) ? 這類機床與閉環(huán)控制機床的區(qū)別在于檢測反饋信號不是來自安裝在工作臺上的直線位移測量元件，而是來自安裝在電機軸或絲桿軸上的角位移測量元件。通過測量電機轉角或絲桿轉角推算出工作臺的位移量，并將此值與指令值進行比較，用差值來進行控制。 位置比較電路速度控制電路指令值伺服電動機+速度反饋位置反饋AB特點：精度較高，采用交流或直流伺服驅動及伺服電機， 有角位移、角速度檢測裝置，結構緊湊 24 按聯動軸數分類 ? 兩軸聯動 ：如：普通數控車床及部分數控銑床、 多用于加工二維輪廓 。 ? 二軸半 ： X、 Y、 Z三軸的任意兩個軸聯動，第三 軸作周期性等距運動。 ? 三軸聯動 ：如數控銑床及加工中心，可加工三維 曲面。 ? 多軸聯動 ：指