机械制造技术介绍基础2014-10.ppt

（4）减轻劳动强度、改善劳动条件 应用数控机床时，操作者只需编程序、调整机床、装卸工件等，而后就由数控系统来自动控制机床，免除了繁重的手工操作。机床一般是封闭式加工，清洁、安全。 （5）实现复杂零件的加工 数控机床可以完成普通机床难以加工或根本不能加工的复杂曲面的零件加工、可以实现几乎是任意轨迹的运动和加工任何形状的空间曲面，因此特别适用于各种复杂形面的零件加工。 （6）便于现代化的生产管理 用计算机管理生产是实现管理现代化的重要手段。数控机床采用数字信息与标准代码处理、传递信息，特别是在数控机床上使用计算机控制，为计算机辅助设计、辅助制造和计算机管理一体化奠定了基础。 2. 数控机床的工作原理及组成 数控机床加工零件时，首先按照加工零件图纸的要求，编制加工程序，即数控机床的工作指令。把这种信息记录在信息载体上（例如穿孔带、磁带或磁盘），输送给数控装置。数控装置对输入的信息进行处理之后，向机床各坐标的伺服系统发出数字信息，控制机床主运动的启停、变速，进给运动的方向、速度和位移，以及其它诸如换刀、工件装夹、冷却润滑等动作，使刀具与工件及其它辅助装置严格按数控程序规定的顺序，路线和参数，自动地加工出符合图样要求的工件。数控加工的过程是围绕信息的交换进行的。从零件图到加工出工件需经过信息的输入、信息的输出和对机床的控制等几个主要环节。所有这些工作都由计算机进行合理的组织，使整个系统有条不紊地工作。 数控机床的基本结构 图2.52 数控机床基本结构框图 数控机床的基本结构主要有控制介质、计算机数控装置、伺服驱动 系统和机床机械部件组成。 1）控制介质 数控加工程序是数控机床自动加工零件的工作指令。在对零件进行工艺分析的基础上，应确定：①零件坐标系，即零件在机床上的安装位置；②刀具与零件相对运动的尺寸参数；③零件加工的顺序；④主运动的启停、换向、变速等；⑤进给运动的速度、方向、位移量等工艺参数；⑥辅助装置的动作。这些加工信息用标准的数控代码，按规定的方法和格式，编制零件加工的数控程序单。编制数控程序可由人工进行，也可由计算机或数控装置完成。程序记录在控制介质（如纸带、磁带或磁盘）上。 2）计算机数控装置 数控装置是数控机床的中枢。它接受输入装置送来的控制介质上的信息，经数控系统进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种信号和指令给伺服驱动系统和主运动控制部分，控制机床的各部分进行有序的动作。 3）伺服驱动系统 伺服驱动系统是数控机床的执行部分，包括伺服驱动电动机、各种驱动元件和执行部件等。它的作用是根据来自数控装置的指令发出脉冲信号，控制执行部件的进给速度、方向和位移量，是执行部件按规定轨迹移动或精确定位，加工出符合图样要求的工件。每个作进给运动的执行部件，都配有一套伺服驱动系统。每个脉冲信号使机床执行部件的位移量叫脉冲当量，常用的脉冲当量有0.01、0.005、0.001mm/脉冲。伺服系统的性能是决定数控加工精度的生产效率的主要因素之一。 4）机床的机械部件 主要包括：主运动部件、进给运动（如工作台、刀架等）、支承部件（如床身、立柱等）及其它辅助装置（冷却、润滑、转位、夹紧、换刀等部件）。对于加工中心类的数控机床，还有存放刀具的刀库、交换刀具的机械手等部件。数控机床的机械部件的结构强度、刚度、精度和抗振性等方面的要求很高，且传动和变速系统要便于实现自动化控制。 1—脚踏开关 2—对刀仪 3—主轴卡盘 4—主轴箱 5—机床防护门 6—压力表 7—对刀仪防护罩8—导轨防护罩 9—对刀仪转臂 10—操作面板 11—回转刀架 12—尾座 13—滑板 14—床身 数控车床的外观图 3. 数控机床的分类 1）按运动轨迹的方式 可分为点位控制、直线控制和轮廓控制三类。 （1）点位控制系统只要求获得准确的加工坐标点位置，在移动过程中并不进行加工，所以运动轨迹不需要严格控制。例如数控钻床、数控坐标镗床和数控冲床就采用点位控制系统。 （2）直线控制系统除了要求位移起、终点的定位准确外，还要求控制两坐标点之间的位移轨迹是一条直线，并能实现平行于坐标轴的直线切削加工。例如，数控铣床铣削平面，数控车床车削台阶轴等。 （3）轮廓控制系统能够对两个或两个以上坐标方向的运动同时进行连续控制并切削加工。例如在数控铣床上加工一个三维曲面。 2）按伺服系统的类型 可分为开环控制、闭环控制和半闭环控制。 （1）开环控制采用开环伺服系统，一般由步进电机、配速齿轮和丝杆螺母副等组成。伺服系统没有检测反馈装置，不能进行误差校正，故机床加工精度不高。但系统结构简单、维修方便、价格低，适用于经济型数控机床。 2）按伺服系统的类型 可分为开环控制、闭环控制和半闭环控制。 （2）闭环控制采用闭环伺服系统，通常由直流（或交流）伺服