数控车床的组成与工作原理.ppt

教育部职业教育与成人教育司推荐教材中等职业学校数控技术应用专业教学用书 数控车削编程与加工技术（第2版） 谢晓红 主编 第1章 数控车床的组成与工作原理 学习目标与要求 数控车床的加工特点 数控车床的工作过程与组成 数控车床的工作过程 数控车床的组成 数控系统的主要功能 主轴功能 多坐标控制功能 固定循环切削功能 插补功能、辅助功能、刀具功能和补偿功能 其它功能 小结 了解数控车床与普通车床相比所具有的加工特点。 掌握数控车床的工作原理，各组成部分的性能和特点。 了解车床数控系统所具有的基本功能和特殊功能。 数控车床与普通车床相比更具特色 高难度加工 高精度零件加工 高效率完成加工 如图1-1所示口小肚大的内成型面零件，不仅在普通车床上难以加工，并且还难以检测。采用数控车床加工时，其车刀刀尖运动的轨迹由加工程序控制， “高难度加工由车床的数控功能即可方便地解决。 对由非圆线或列表曲线（如流线型曲线）构成其旋转面的零件，各种非标准螺距的螺纹或变螺距螺纹等多种特殊螺旋类零件，以及表面粗糙度要求非常均匀、且Ra值又较小的变径表面类零件，都可通过车床数控系统所具有的同步运行及恒线速度等功能保证其精度要求。 图1-1 特殊内成型面零件 复印机中的回转鼓、录像机上的磁头及激光打印机内的多面反射体等超精零件，其尺寸精度可达0.01μm，表面粗糙度值可达Ra0.02μm，这些高精度零件均可在高精度的特殊数控车床上加工完成。 为了进一步提高车削加工的效率，通过增加车床的控制坐标轴，就能在一台数控车床上同时加工出两个多工序的相同或不同的零件，也便于实现一批工序特别复杂零件车削全过程的自动化。 图1-2所示为在一台六轴控制的数控车床上，有同轴线的左右两个主轴和前后配置的两个刀架，并在一台数控系统的控制之下进行各种 车削加工的示意图。其中，a图表示前后两个刀架同时车削左右主轴上的两个相同零件；b图表示其两个刀架分别车削两个主轴上的不同零件；c图表示在车床左端主轴（第一主轴C1）上装夹有待车削零件的坯件（棒料），先由前置刀架车出有复杂外（内）形轮廓的右端后，通过自动送料机构（图中未画出）将其半成品件连同棒料一起转送到右主轴（第二主轴C2）定位并装夹，然后由后置刀架按所需总长要求切断。这时切断后的棒料由自动送料机将其送回左主轴上的适当位置并夹紧，再重复前述零件右端外（内）形轮廓的左端，从而实现一个复杂零件全部车削过程的不间断加工，大大提高了加工效率。 数控车床的工作过程 图1-3 数控车床的工作过程 （1）首先根据零件加工图样进行工艺分析，确定加工方案、工艺参数和位移数据。 （2）用规定的程序代码和格式规则编写零件加工程序单；或用自动编程软件进行CAD/CAM工作，直接生成零件的加工程序文件。 （3）将加工程序的内容以代码形式完整记录在信息介质（如穿孔带或磁带）上。 （4）通过阅读机把信息介质上的代码转变为电信号，并输送给数控装置。由手工编写的程序，可以通过数控机床的操作面板输入程序；由编程软件生成的程序，通过计算机的串行通信接口直接传输到数控机床的数控单元（MCU）。 （5）数控装置将所接受的信号进行一系列处理后，再将处理结果以脉冲信号形式向伺服系统统发出执行的命令。 （6）伺服系统接到执行的信息指令后，立即驱动车床进给机构严格按照指令的要求进行位移，使车床自动完成相应零件的加工。 数控车床的组成 数控车床是由数控程序及存储介质、输入输出设备、计算机数控装置、伺服系统、机床本体组成，见图1-3。 数控程序及存储介质 数控程序是数控车床自动加工零件的工作指令。在对加工零件进行工艺分析的基础上确定零件坐标系在机床坐标系上的相对位置；刀具与零件相对运动的尺寸参数；零件加工的工艺路线或加工顺序、切削加工的工艺参数以及辅助装置的动作等。这样得到零件的所有运动、尺寸、工艺参数等加工信息，然后用标准的文字、数字和符号组成的数控代码，按规定的方法入格式，编制零件加工的数控程序单。编制程序的工作可由人工进行，或者在数控车床以外用自动编程计算机系统来完成，比较先进的数控车床，可以在数控装置上直接编程。 程序必须存储在某种存储介质中，如纸带、磁带或磁盘等，采用哪一种存储载体，取决于数控装置的设计类型。 输入、输出装置 存储介质上记载的加工信息需要输入装置输送给机床数控系统，机床内存中的零件加工程序