②闭环控制数控机床.ppt

第1章 数控加工系统 （时间：3次课，6学时） 第1章 数控加工系统 教学目标： 数控是“用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制的一种方法”。数控加工就是用数控机床加工零件，它是在传统加工基础上发展起来的，是伴随数控机床的产生而逐步发展起来的一种应用技术。数控加工与通用机床加工在方法和内容上有许多相似之处，而不同点主要表现在控制方式上。用数控机床加工时，编程人员要把加工过程的一切内容，按规定的代码形式编排程序，经输入装置传输到数控系统，进行运算和控制，实现机床的各种动作，自动加工出所需要的零件形状。 数控加工系统指由数控机床以及与其配套的刀具系统和夹具系统组成的工艺系统，是实现数控加工的物质基础。 通过本章的学习，要求读者了解数控加工的优点、数控机床的性能指标、数控机床的组成和一些典型结构、刀具及夹具系统。掌握数控加工的基本过程。 第1章 数控加工系统 教学重点和难点： 数控加工的基本过程。 数控机床的结构与性能。 数控加工系统。 第1章 数控加工系统 1.1 数控加工及其特点 1.2 数控机床的工作原理及性能指标 1.3 数控机床的典型机械结构 1.4 数控刀具系统 1.5 夹具及对刀工具简介 1.6 数控加工技术的发展 1.7 实训 1.8 习 题 1.1 数控加工及其特点 数控技术是机械加工自动化的基础，是数控机床的核心技术，其水平高低关系到国家战略地位和体现国家综合实力的水平。它随着信息技术、微电子技术、自动化技术和检测技术的发展而发展。 用数控技术实施加工控制的机床，或者说装备了数控系统的机床称为数控(Numerical Control，NC)机床。在数控机床上加工零件时，一般是先编写零件加工程序单，即用程序规定零件加工的路线和工艺参数(如主轴转速、切削速度等)，数控系统根据加工程序自动控制机床的运动，将零件加工出来，区别于传统加工方式中的依靠手工操作控制机床运动。 数控加工经历了半个多世纪的发展，已成为应用于当代各个制造领域的先进制造技术的基础。数控加工的最大特征有两点：一是可以极大地提高精度，包括加工质量精度及加工时间误差精度。因为加工零件的质量及加工时间是由数控程序决定而不是由机床操作人员决定的，所以可以稳定加工质量，保持加工零件质量的一致；二是可以极大地改善劳动条件。具体地说，数控加工具有如下优点。 (1) 可以加工具有复杂型面的工件。在数控机床上，所加工零件的形状主要取决于加工程序，因此，只要能编写出程序，无论工件形状多么复杂都能加工。 1.1 数控加工及其特点 (2) 提高加工精度并且保持加工质量。数控机床本身的精度比普通机床高，一般数控机床的定位精度为±0.01mm，重复定位精度为±0.005mm。而且在数控机床的加工过程中，避免了操作人员的人为误差。 (3) 提高生产效率。通过合理选择切削用量，充分发挥刀具的切削性能，可以减少零件的加工时间。另外，传统机床需要用多道工序完成的工件，用数控加工可以一次装卡完成，减少了各道工序间的周转，减少了辅助加工时间。 (4) 生产准备周期短。数控加工可以省去一些专用工装卡具，节省了大量的准备时间。 (5) 容易实现操作过程的自动化。一个人可以操作多台机床，同时，很容易和CAD/CAM系统结合起来实现设计制造过程一体化，实现由计算机对多台机床的控制，建立网络化管理的制造过程。 (6) 改善了劳动条件和环境。数控加工极大地减轻了体力劳动强度，同时，数控机床的安全防护以及防粉尘污染措施较普通机床加工有很大的进步，极大地改善了劳动环境，也减轻了加工所造成的环境污染。 数控加工与传统加工方式相比，其优势是毋庸置疑的，与此同时，数控加工的应用和普及，也为我们提出了更高的要求。首先，由于数控加工设备大都综合了机、电、液和计算机技术，对使用和维修人员的技术要求较高；其次，数控设备一般价格贵，因此设备投资较大。不过这些都是暂时的问题，随着数控加工技术的日益迅猛发展，现阶段的这些问题会得到解决的，并且伴随着制造业信息化的进程，数控加工的优势会更加突出。 1.2 数控机床的工作原理及性能指标 1.2.1 数控机床组成及工作原理 1.2.2 数控机床的分类及性能指标 1.2 数控机床的工作原理及性能指标 数控机床是一种装有程序控制系统的机床，程序控制系统逻辑地处理具有特定代码或其他符号编码指令规定的程序，机床执行部件执行程序发出的动作指令，从而完成零件的加工。本节重点介绍数控机床的组成及工作原理，按照不同方式对数控机床的分类以及数控机床的主要性能指标。 1.2.1 数控机床组成及工作原理 如图1.1所示是某数控机床的整体外形结构。 1.2.1 数控机床组成及工作原理 数控机床通常由程序输入、数控系统和机床本