【文章內(nèi)容簡介】 回計算機(jī)，和脈沖指令信號相比較，以控制驅(qū)動元件正確運(yùn)轉(zhuǎn)。 （ 1）感應(yīng)同步器n 感應(yīng)同步器是一種電磁式的高精度位移檢測元件，按其結(jié)構(gòu)方式的不同可分為直線式和旋轉(zhuǎn)式兩種，前者用于長度測量，后者用于角度測量。 n 感應(yīng)同步器的特點(diǎn)是：精度高，工作可靠，抗干擾性強(qiáng)，維護(hù)簡單，壽命長，可測量長距離位置，成本低，易于批量生產(chǎn)。（ 2）光柵n 光柵就是在一塊長條形的光學(xué)玻璃上均勻地刻劃很多條與運(yùn)動方向垂直的條紋，條紋之間的距離成為柵距。 n 光柵測量裝置是一種非接觸式測量，利用光路減少了機(jī)械誤差，具有精度高，響應(yīng)速度快等特點(diǎn)，因此是數(shù)控機(jī)床和數(shù)顯系統(tǒng)常用的檢測元件。n（ 3）磁柵n 磁柵是用電磁的方法計算磁波數(shù)目的一種位置檢測元件，磁柵測量裝置由磁性標(biāo)尺、讀取磁頭和檢測電路組成。n 磁柵位置檢測電路的特點(diǎn)是：容易制造，檢測精度高（能達(dá)到每米 177。3?m），安裝使用方便，對環(huán)境條件要求較低，若磁性標(biāo)尺膨脹系數(shù)與機(jī)床一致，可在一般車間使用。由于磁頭與磁柵為有接觸的相對運(yùn)動，因而有磨損，使用壽命受到一定的限制。一般使用壽命可達(dá)到 5年，涂上保護(hù)膜后壽命則可進(jìn)一步延長。（ 4）旋轉(zhuǎn)變壓器n 旋轉(zhuǎn)變壓器是一種角位移檢測元件，由定子和轉(zhuǎn)子組成，分為有刷和無刷兩種形式。有刷旋轉(zhuǎn)變壓器定子和轉(zhuǎn)子均為兩相交流分布繞組。 n 數(shù)控機(jī)床檢測裝置主要使用無刷旋轉(zhuǎn)變壓器，因為無刷旋轉(zhuǎn)變壓器具有可靠性高、壽命長、體積小、不用維修以及輸出信號大、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。 （ 5）脈沖編碼器n 脈沖編碼器是把機(jī)械轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)化為電脈沖的一種常用角位移傳感器。 （ 6）測速發(fā)電機(jī)n 測速發(fā)電機(jī)是速度反饋元件，相當(dāng)于一臺永磁式直流電動機(jī)。 187。3．進(jìn)給運(yùn)動傳動部件n 滾珠絲杠螺母副是回轉(zhuǎn)運(yùn)動與直線運(yùn)動相互轉(zhuǎn)換的新型理想傳動裝置。 具有如下優(yōu)點(diǎn)：n （ 1）傳動效率高。n （ 2）摩擦力小。n （ 3）使用壽命長。n （ 4）經(jīng)預(yù)緊后可以消除軸向間隙，提高系統(tǒng)的剛度。n （ 5）反向運(yùn)動時無空行程，可以提高軸向運(yùn)動精度。4． CRT顯示及其接口5．?dāng)?shù)控機(jī)床通信 RS232接口 數(shù)控機(jī)床的工作原理n 數(shù)控系統(tǒng)的主要任務(wù)之一就是控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)按預(yù)定的軌跡運(yùn)動。一般情況是已知運(yùn)動軌跡的起點(diǎn)坐標(biāo)、終點(diǎn)坐標(biāo)和曲線方程，由數(shù)控系統(tǒng)實(shí)時地算出各個中間點(diǎn)的坐標(biāo)。即需要 “插入、補(bǔ)上 ”運(yùn)動軌跡各個中間點(diǎn)的坐標(biāo)，通常這個過程就稱為 “插補(bǔ) ”。 187。 1．逐點(diǎn)比較法直線插補(bǔ)n （ 1）直線插補(bǔ)計算原理– ① 偏差計算公式n 定義直線插補(bǔ)的偏差判別式如下：n Fm=ymxe?xmye n ② 終點(diǎn)判斷的方法n 一種方法是設(shè)置 Σx、 Σy兩個減法計數(shù)器。n 另一種方法是設(shè)置一個終點(diǎn)計數(shù)器 。n 第三種方法是選終點(diǎn)坐標(biāo)值較大的坐標(biāo)作為計數(shù)坐標(biāo)。 n③ 插補(bǔ)計算過程 n 偏差判斷n 坐標(biāo)進(jìn)給n 偏差計算n 終點(diǎn)判別 187。 2．逐點(diǎn)比較法圓弧插補(bǔ)n（ 1）圓弧插補(bǔ)計算原理–① 偏差計算公式n 定義圓弧偏差判別式如下： n Fm=Rm2?R2= xm2+ym2?R2 n 新加工點(diǎn) m+1點(diǎn)的偏差為nFm?2 xm+1 n 新加工點(diǎn)的偏差值為nFm+2ym+1 –② 終點(diǎn)判別方法–③ 插補(bǔ)計算過程 數(shù)控機(jī)床的分類 按機(jī)床運(yùn)動軌跡的特點(diǎn)分類187。1．點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床n 這類機(jī)床主要有數(shù)控坐標(biāo)鏜床、數(shù)控鉆床、數(shù)控點(diǎn)焊機(jī)和數(shù)控折彎機(jī)等，其相應(yīng)的數(shù)控裝置稱為點(diǎn)位控制數(shù)控裝置。n （ 1）點(diǎn)位控制 v 點(diǎn)位控制方式 就是刀具與工件相對運(yùn)動時，只控制從一點(diǎn)運(yùn)動到另一點(diǎn)的準(zhǔn)確性，而不考慮兩點(diǎn)之間的運(yùn)動路徑和方向。 點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床圖 點(diǎn)位控制鉆孔加工示意圖工件刀具187。2．直線控制數(shù)控機(jī)床n 這類機(jī)床主要有數(shù)控車床、數(shù)控磨床和數(shù)控鏜銑床等，相應(yīng)的數(shù)控裝置稱為直線控制裝置。 n 直線控制方式 就是刀具與工件相對運(yùn)動時，除控制從起點(diǎn)到終點(diǎn)的準(zhǔn)確定位外，還要保證平行坐標(biāo)軸的直線切削運(yùn)動。圖　點(diǎn)位直線控制切削加工3．輪廓控制數(shù)控機(jī)床n 屬于這類機(jī)床的有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心等。其相應(yīng)的數(shù)控裝置稱為輪廓控制裝置。輪廓數(shù)控裝置比點(diǎn)位、直線控制裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜得多，功能齊全得多。 n 輪廓控制 就是刀具與工作相對運(yùn)動時，能對兩個或兩個以上坐標(biāo)軸的運(yùn)動同時進(jìn)行控制 。 工件刀具圖　輪廓控制數(shù)控機(jī)床的加工示意圖各自的適用范圍n （ 1）點(diǎn)位控制 ：n 多應(yīng)用于數(shù)控鉆床、數(shù)控沖床、數(shù)控坐標(biāo)鏜床和數(shù)控點(diǎn)焊機(jī)等。 n （ 2）直線控制 ：n 用于簡易數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床。 n （ 3）輪廓控制 ：n 這類控制方式的數(shù)控機(jī)床有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床、加工中心等。 按進(jìn)給伺服系統(tǒng)的類型分類1．開環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床n 開環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)通常不帶有位置檢測元件，伺服驅(qū)動元件一般為步進(jìn)電動機(jī)。 減速器數(shù)　控裝　置控　制電　路步　進(jìn)電　機(jī)工作臺輸入圖　開環(huán)控制系統(tǒng)框圖2．閉環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床n 閉環(huán)進(jìn)給控制系統(tǒng)帶有位置檢測元件，隨時可以檢測出工作臺的實(shí)際位移，并反饋給數(shù)控裝置，并與設(shè)定的指令值進(jìn)行比較，利用其差值控制伺服電動機(jī)，直至差值為零為止。 數(shù)　控裝　置控　制電　路伺　服電　機(jī)工作臺輸入圖　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3．半閉環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床n 半閉環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)是將位置檢測元件安裝在伺服電動機(jī)的軸上或滾珠絲杠的端部，不直接反饋機(jī)床的位移量，而是檢測伺服機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)角，將此信號反饋給數(shù)控裝置進(jìn)行指令值比較，用差值控制伺服電動機(jī)。 數(shù)　控裝　置控　制電　路伺　服電　機(jī)工作臺輸入圖 　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– 按工藝用途分類187。 1．金屬切削類數(shù)控機(jī)床n 金屬切削類數(shù)控機(jī)床包括數(shù)控車床、數(shù)控鉆床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床、數(shù)控鏜床以及加工中心。 187。 2．金屬成型類數(shù)控機(jī)床n 金屬成型類數(shù)控機(jī)床包括數(shù)控折彎機(jī)、數(shù)控組合沖床和數(shù)控回轉(zhuǎn)頭壓力機(jī)等。這類機(jī)床起步晚，但目前發(fā)展很快。187。 3．?dāng)?shù)控特種加工機(jī)床n 數(shù)控特種加工機(jī)床如數(shù)控線（電極）切割機(jī)床、數(shù)控電火花加工機(jī)床、火焰切割機(jī)和數(shù)控激光切割機(jī)床等。187。 4．其他類型的數(shù)控機(jī)床n 其他類型的數(shù)控機(jī)床如數(shù)控三坐標(biāo)測量機(jī)等。– 按所用數(shù)控裝置的構(gòu)成方式分類187。 1．硬線數(shù)控系統(tǒng)187。 2．軟線數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的主要類型n 1．按加工方式和工藝用途分：n 按切削方式不同， 可分為數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、數(shù)控磨床等。以及鏜銑加工中心（簡稱加工中心）。還有數(shù)控電火花線切割、數(shù)控電火花成型、數(shù)控激光加工、等離子弧切割、火焰切割、數(shù)控板材成型、數(shù)控沖床、數(shù)控剪床、數(shù)控液壓機(jī)等各種功能和不同種類的數(shù)控加工機(jī)床。 n 2．按可控制聯(lián)動的坐標(biāo)軸分類n 概念：n 數(shù)控機(jī)床可控制聯(lián)動的坐標(biāo)軸 ，是指數(shù)控裝置控制幾個伺服電動機(jī)，同時驅(qū)動機(jī)床移動部件運(yùn)動的坐標(biāo)軸數(shù)目。n 分類：n （ 1）兩坐標(biāo)聯(lián)動 n （ 2 ）三坐標(biāo)聯(lián)動n （ 3）兩軸半坐標(biāo)聯(lián)動 n （ 4）多坐標(biāo)聯(lián)動 （ a）臥式車床 （ 1） 兩坐標(biāo)聯(lián)動數(shù)控機(jī)床能同時控制兩個坐標(biāo)軸聯(lián)動即數(shù)控裝置同時控制 X和 Z方向運(yùn)動。 圖 （ a）（ 2） 三坐標(biāo)聯(lián)動數(shù)控機(jī)床能同時控制三個坐標(biāo)軸聯(lián)動 圖 （ b）（ 3） 兩軸半坐標(biāo)聯(lián)動 圖 （ c）數(shù)控機(jī)床本身有三個坐標(biāo)能作三個方向的運(yùn)動，但控制裝置只能同時控制兩個坐標(biāo)，而第三個坐標(biāo)只能作等距周期移動（ 4） 多坐標(biāo)聯(lián)動 圖 （ d）數(shù)控機(jī)床能同時控制四個以上坐標(biāo)軸聯(lián)動，多坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度要求高、程序編制復(fù)雜n 3．按數(shù)控裝置的類型分類n （ 1）硬件數(shù)控 （ NC）n 主要由固化的數(shù)字邏輯電路處理數(shù)字信息 n （ 2）計算機(jī)數(shù)控 （ CNC）n 用計算機(jī)處理數(shù)字信息的計算機(jī)數(shù)控（ CNC）系統(tǒng) n 4．按伺服系統(tǒng)有無檢測裝置分類n ① 開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床 n ② 閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床 半閉環(huán)全閉環(huán)n 5．按數(shù)控系統(tǒng)的功能水平分類 n ① 類型 ：n 高級型n 普及型n 經(jīng)濟(jì)型 n ② 參考評價指標(biāo)包括 ：n CPU性能、n 分辨率、n 進(jìn)給速度、n 聯(lián)動軸數(shù)、n 伺服水平、n 通信功能、n 人機(jī)對話界面等。 數(shù)控加工與工藝技術(shù)的新發(fā)展 隨著計算機(jī)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)正不斷采用計算機(jī)、控制理論等領(lǐng)域的最新技術(shù)成就，使其朝著高速化、高精化、復(fù)合化、智能化、高柔性化及信息網(wǎng)絡(luò)化等方向發(fā)展。整體數(shù)控加工技術(shù)向著 CIMS（計算機(jī)集成制造系統(tǒng)）方向發(fā)展。 高速切削 高速加工技術(shù)是自上個世紀(jì)高速加工技術(shù)是自上個世紀(jì) 80年代發(fā)展起來的年代發(fā)展起來的一項高新技術(shù)，其研究應(yīng)用的一個重要目標(biāo)是縮短加一項高新技術(shù)，其研究應(yīng)用的一個重要目標(biāo)是縮短加工時的切削與非切削時間，對于復(fù)雜形狀和難加工材工時的切削與非切削時間，對于復(fù)雜形狀和難加工材料及高硬度材料減少加工工序，最大限度地