单元一数控车削设备.ppt

单元一 数控车削设备 石家庄铁路运输学校 作者：郑香金 课题1数控车床的基本结构和功能 一、数控机床产生与发展简史 一、数控机床产生与发展简史 1948年美国Persons受军方委托研制直升机叶片轮廓检验样板的机床。他们与MIT 合作，提出用计算机控制机床加工复杂曲线的新理念，并于1952年研制出第一台立式数控铣床。1955年实现该机床的产业化。 由于该机床采用的是先进的数字控制技术，具有普通机床和专用机床无法比拟的优点，故数控技术具有强大的生命力。从此，数控技术在世界各地得到了迅速的发展。 二、数控机床和数控车床的概念 1、数控机床 数控机床是采用数字控制（或者说计算机数字控制）方式对机床的各种运动进行编程控制的机床总称。 2、数控车床 数控车床是采用了数字控制系统的车削机床。是种类繁多的数控加工机床设备中的一类。具有与普通车床相同的运动特性。其特征是主轴带动工件旋转，车削刀具做内外轮廓运动从而加工出各类回转体工件。 二、数控机床和数控车床的概念 车削加工原理 三、数控车床的分类 1、按车床主轴位置分类 数控车床根据车床主轴的位置，可分成卧式数控车床和立式数控车床两类。 三、数控车床的分类 2、按功能分类 按其功能，数控车床可分成经济型数控车床、全功能型数控车床、车削加工中心三类。 经济型数控车床 全功能型数控车床 车削加工中心 三、数控车床的分类 3、按照数控系统分类 数控车床伺服机构分为开环、半闭环和闭环三种类型。 3、1）开环控制系统 三、数控车床的分类 开环数控机床采用开环进给伺服系统。图示为开环进给伺服系统简图。由图可知，开环进给伺服系统没有位置测量反馈装置，信号流是单向的（数控装置→进给系统），故系统稳定性好，但由于无位置反馈，相对闭环系统而言，控制精度不高，其精度主要取决于伺服驱动系统和机械传动机构性能和精度。这类数控系统一般以步进电机作为伺服驱动元件，它具有机构简单、工作稳定、调试方便、维修简单、价格低廉等优点。在精度和速度要求不高、驱动力矩不大的场合得到广泛应用。 三、数控车床的分类 3、2）半闭环控制系统 三、数控车床的分类 半闭环数控机床的进给伺服系统如图所示。半闭环数控系统的位置检测点是从驱动电动机（常用交、直流伺服电动机）或丝杠端引出，通过检测电动机和丝杠旋转角度来间接检测工作台的位移量，而不是直接检测工作台的实际位置，由于在半闭环路内不包括或只包括少量机械环节，可获得较稳定的控制性能，这类数控系统的稳定性虽不如开环系统，但比闭环要好。另处，在位置环内各组成环节的误差可得到某种程度的纠正，如位置环处不能直接消除的丝杠螺距误差、齿轮间隙引起的运动误差等，均可通过软件补偿这类误差来提高机床系统的运动精度，因此在现代CNC机床中得到了广泛应用。 三、数控车床的分类 3、3）闭环控制系统 三、数控车床的分类 闭环进给伺服系统的位置检测点如图中的点划线如示，它直接对工作台的实际位置进行检测。理论上讲，可以消除整个驱动和传动环节的误差、间隙和失动量、具有很高的位置控制精度。但由于位置环系统的设计、安装和调试都有相当的难度，对其组成环节的精度、刚性和动态特性等都有较高的要求，价格昂贵。这类系统主要用于精度要求很高的镗铣床、超精车床、超精磨床以及较大型的数控机床等。 三、数控车床的分类 4、按控制系统的特点分类 4、1）点位控制数控机床。如数控钻床、冲床等 三、数控车床的分类 点位控制数控机床仅能控制两个坐标轴带动刀具或工作台，从一个点（坐标位置）准确地快速移动下一个点（坐标位置），然后控制第三个坐标轴进行钻削、镗削等切削加工。它具有较高的位置定位精度，在移动过程中不进行切削加工，因此对运动轨迹没有要求。点位控制的数控机床主要用于加工平面内的孔系加工 ，主要有数控钻床、数控镗床、数控冲床等 。 三、数控车床的分类 4、2）、直线控制数控机床。如平面铣床、数控磨床 数控车床 三、数控车床的分类 直线控制数控机床可控刀具或工作台以适当的进给速度，从一个点以一条直线准确地移动到下一个点，移动过程中能进行切削加工，根据切削条件和加工材料的不同，进给速度可在一定范围内调节。现代组合机床采用数控进给伺服系统，驱动动力头带动多轴箱沿工件轴向进给进行钻削、镗削等切削加工，它可以算作一种直线控制的数控机床。 三、数控车床的分类 3、3）、轮廓控制系统。3维加工机床（中心） 三、数控车床的分类 轮廓控制数控机床具有控制几个坐标轴同时协调运动，即多坐标轴联动的能力，使刀具相对于工作按程序指定的轨迹和速度运动，能在运动过程中进行连续切削加工。这类数控床有用于加工曲线和曲面形状零件的数控车床、数控铣床、加工中心等。现代的数控机床基本上都是这种类型。若根据其联动轴数还可细