【正文】 （ 2） 采用較大切削用量 ， 自動換速 ， 自動換刀 ， 無需工序間檢測；較普通機床提高 3～ 4倍 （ 3） 機床本身精度高 ， 可利用軟件進行精度校正和補償 3． 工序集中 —— 一機多用 4． 能高效 、 優(yōu)質(zhì)完成復雜型面零件的加工 ， 5． 高技術設備 （ 三 ） 基本工作原理 1． 工藝與表面成型方法與普通機床相同 ， 關鍵是 自動控制原理與方法 ； 2． 數(shù)控機床使以數(shù)字化信息實現(xiàn)控制的； 3． 加工程序 ：與加工零件有關的信息 ， 如工件與刀具運動規(guī)機的尺寸參數(shù) （ 進給尺寸 ） ；切削加工工藝參數(shù) （ 主軸變速 ， 刀具更換 ， 冷卻開停 ， 工件夾緊 、 松開等 ） 加工信息；用規(guī)范的文字 、 數(shù)字和符號組成的代碼 ， 按一定格式編寫成的加工程序單 。 60年代末，先后出現(xiàn)了由一臺計算機直接控制多臺機床的直接數(shù)控系統(tǒng) (簡稱 DNC)，又稱群控系統(tǒng)；采用小型計算機控制的計算機數(shù)控系統(tǒng) (簡稱 CNC),使數(shù)控裝置進入了以小型計算機化為特征的第四代。 一 、 概述 （ 一 ） 數(shù)控機床的產(chǎn)生 1． 結構日趨復雜 、 精度 、 性能日趨提高 ， → 效率 、 精度 、自動化 ↑ 2． 自動生產(chǎn)線 ， 專用機床的出現(xiàn)：生產(chǎn)周期 ， 準備時間長 ，產(chǎn)品更新慢； 3． 70～ 80%為單件 、 小批生產(chǎn) ， 一般用通用機床加工 ， 對曲面 、 曲線或復雜零件靠樣板或劃線加工 ， 或用靠模 ， 精度和效率低； 4． 1948年 ， 美國帕森斯公司接受美國空軍委托 ， 研制飛機螺旋槳葉片輪廓樣板的加工設備 。 隨著數(shù)控技術的發(fā)展，采用數(shù)控系統(tǒng)的機床品種日益增多，有車床、銑床、鏜床、鉆床、磨床、齒輪加工機床和電火花加工機床等。167。 數(shù)控機床加工 數(shù)字控制機床是用數(shù)字代碼形式的信息 (程序指令 )，控制刀具按給定的工作程序、運動速度和軌跡進行自動加工的機床，簡稱數(shù)控機床。此外還有能自動換刀、一次裝卡進行多工序加工的加工中心、車削中心等。 1952年 ， 美國 PARSONS公司與麻省理工學院 （ MIT） 合作 ， 研制了第一臺三坐標數(shù)控銑床：電子計算機 ， 自動控制 ， 伺服驅(qū)動 ， 精密檢測 ， 新型結構等新技術成果 ， 主要加工曲面零件 1959年，制成了晶體管元件和印刷電路板，使數(shù)控裝置進入了第二代，體積縮小，成本有所下降； 1960年以后，較為簡單和經(jīng)濟的點位控制數(shù)控鉆床，和直線控制數(shù)控銑床得到較快發(fā)展，使數(shù)控機床在機械制造業(yè)各部門逐步獲得推廣 1965年，出現(xiàn)了第三代的集成電路數(shù)控裝置，不僅體積小，功率消耗少，且可靠性提高，價格進一步下降，促進了數(shù)控機床品種和產(chǎn)量的發(fā)展。 1974年，研制成功使用微處理器和半導體存貯器的微型計算機數(shù)控裝置 (簡稱 MNC)，這是第五代數(shù)控系統(tǒng)。 4． 輸入加工程序 5．數(shù)控裝置進行譯碼，寄存，運算后，控制伺服機構實現(xiàn)各功能。 工藝參數(shù) ， 以及輔助動作等 。 ② 輸出信號：由插補運算決定的各坐標軸的 進給位移量 、 進給方向和速度 的指令 ， 伺服系統(tǒng)驅(qū)動執(zhí)行部件 *主軸變速 、 換向 ， 停啟等 *選擇、交換刀具，控制冷卻，潤滑，工件松開夾緊，分度等 ③ 強電控制裝置：介于數(shù)控裝置和機床機械 、 液壓部件之間的控制系統(tǒng) 主要作用：主運動變速 ， 刀具選擇交換 ， 輔助動作等指令 ， 經(jīng)編譯 、 判斷 、 功率放大后 ， 直接驅(qū)動相應電器 ， 液壓 ，氣動機械部件 ， 完成動作 （ 4） 伺服驅(qū)動系統(tǒng)及位置檢測： ① 由伺服驅(qū)動電路和伺服驅(qū)動電機組成 ， 與執(zhí)行部件和傳動部件組成進給系統(tǒng) ② 由指令控制執(zhí)行部件的進給速度 ， 方向 ， 位移 ③ 伺服系統(tǒng)有開環(huán) 、 閉環(huán)和半閉環(huán)之分 （ 5）機床的機械部分，刀庫，機械手 （ 五 ） 數(shù)控機床分類 1． 按控制刀具相對工件移動的軌跡分 （ 1） 點位控制系統(tǒng)： 點位控制是只控制刀具或工作臺從一點移至另一點的準確定位 ， 然后進行定點加工 ， 而點與點之間的路徑不需控制 。 （ 2） 直線控制系統(tǒng)： 直線控制是除控制直線軌跡的起點和終點的準確定位外 ， 還要控制在這兩點之間以指定的進給速度進行直線切削 。 （ 3） 連續(xù)控制系統(tǒng) 連續(xù)軌跡控制 (或稱輪廓控制 )能夠連續(xù)控制兩個或兩個以上坐標方向的聯(lián)合運動 。每一脈沖信號使步進電機轉(zhuǎn)動一定的角度，通過滾珠絲杠推動工作臺移動一定的距離。 步進電機驅(qū)動電路 步進電機 工作臺 脈沖指令 （ 2） 閉環(huán) ： 位置檢測器安裝在工作臺上，可直接測出工作臺的實際位置，故反饋精度高于半閉環(huán)控制，但掌握調(diào)試的難度較大，常用于高精度和大型數(shù)控機床。 比較環(huán)節(jié) 驅(qū)動電路 執(zhí)行 元件 信號處理電路 工作臺 反饋信號 閉環(huán)伺服系統(tǒng) 檢測元件 脈沖指令 （ 3） 半閉環(huán) ： 位置檢測器裝在絲杠或伺服馬達的端部，利用絲杠的回轉(zhuǎn)角度間接測出工作臺的位置。 比較環(huán)節(jié) 驅(qū)動電路 執(zhí)行 元件 信號處理電路 工作臺 反饋信號 半閉環(huán)伺服系統(tǒng) 脈沖指令 二 、 數(shù)控加工程序編制 *什么是數(shù)控編程：將從零件圖紙到獲得數(shù)控機床所需的控制介質(zhì)的全過程稱為數(shù)控編程 ， *程序單：記錄工藝過程 、 工藝參數(shù)的表格 *對普通機床：由工藝人員制定零件加工工藝規(guī)程 （ 一 ） 一般方法和步驟 1． 分析零件圖 ， 確定工藝過程 分析內(nèi)容：材料 ， 形狀 ， 尺寸 ， 精度 ， 毛坯形狀及熱處理等 確定是否適宜在數(shù)控機床上加工 ， 以及哪種 （ 車銑磨等 ） 確定工藝方法和加工路線 ， 選定刀具和切削用量 基本原則：充分發(fā)揮機床功效，加工路線短，減少換刀次數(shù)。 （ 2） 點位控制的一般只需簡單的換算； （ 3） 對輪廓控制：如形狀簡單 （ 直線 ， 圓弧 ） ， 一般只算出交點 ， 切點；當形狀復雜時 ， 通用計算機； 3． 編寫加工程序單：根據(jù)計算出的加工路線數(shù)據(jù)和一確定的工藝參數(shù) ， 刀位參數(shù) ， 結合數(shù)控系統(tǒng)對輸入信息的要求 ， 按規(guī)定的功能指令代碼及程序段格式 ， 逐段編寫加工程序單 。 *X軸坐標：如刀具旋轉(zhuǎn) ， Z軸水平 ， 則從刀具 （ 主軸 ） 向工件 看時 ， X軸的正方向指向右邊； Z軸垂直 ， 則從主軸向立柱看：單柱 ， X軸正向指向右 雙柱：從主軸向左立柱看 ， X正向指向右邊 若工件旋轉(zhuǎn)機床： X軸的運動方向是工件的徑向并平行于橫向拖板 ， 刀具離開工件旋轉(zhuǎn)中心的方向是 X軸正向 。 *Y軸坐標：由右手坐標系定 X Z x Z Y （ 2） 機床坐標系及機床原點 1 機床坐標系 是機床上固有的坐標系 ， 有固定的原點 2 基準線；基準面 3 目的 ：確定機床的運動方向和移動距離 ， 確定工件位置 ，機床運動部件的特殊位置 ， （ 換刀點 ， 參考點等 ） 以及運動范圍； 4 機床原點：由廠商確定 *參考點：為縮短返回原點的時間，根據(jù)實際加工需要設置機床原點。 （ 4） 絕對坐標與增量坐標 1 絕對坐標系 ：所有坐標點均以某一固定原點計量的坐標系；