机械制造工程学 第三章 金属切削机床.pptVIP

第 3 章 金属切削机床 §3-3 机床传动系统及典型结构 一、传动系统 §3-4 机床传动设计 机床的主要参数 一、机床主运动参数的确定 1.主轴最高转速和最低转速 1.主轴最高转速和最低转速 2.主轴的转速数列 2.主轴的转速数列 2.主轴的转速数列 2.主轴的转速数列 3.标准公比和标准数列 3.标准公比和标准数列 二、机床动力参数的确定 三、分级变速传动链的设计 1.转速图 1.转速图 1.转速图 1.转速图 1.转速图 1.转速图 1.转速图 2.结构网和结构式 2.结构网和结构式 2.结构网和结构式 3.转速图的拟定 3.转速图的拟定 3.转速图的拟定 3.转速图的拟定 3.转速图的拟定 3.转速图的拟定 3.转速图的拟定 3.转速图的拟定 3.转速图的拟定 3.转速图的拟定 4.传动系统图的拟定 5.几种特殊的变速方法 一、机床数控系统 一、机床数控系统 二、数控加工零件的过程 三、数控机床的特点与分类 2.数控机床的特点与分类 1）按运动控制的特点分类 2）按伺服系统的类型分类 3）按工艺方法分类 4） 按功能水平分类 三、数控技术的发展 三、数控技术的发展 三、数控技术的发展 三、数控技术的发展 三、数控技术的发展 四、机床数控装置的插补原理 1.插补的基本概念 数控系统根据零件轮廓线型的有限信息，计算出刀具的一系列加工点、完成所谓的数据“密化”工作。 插补有二层意思： 一是用小线段逼近产生基本线型（如直线、圆弧等）； 二是用基本线型拟和其它轮廓曲线。 插补原理也叫轨迹控制原理。 下面以基本线型直线、圆弧生成为例，论述插补原理。 2.插补方法的分类 1）基准脉冲插补 每次插补结束仅向各运动坐标轴输出一个控制脉冲，各坐标仅产生一个脉冲当量或行程的增量。 基准脉冲插补的方法很多，如逐点比较法、数字积分法等。 2）数据采样插补 采用时间分割思想，根据编程的进给速度将轮廓曲线分割为每个插补周期的进给直线段（又称轮廓步长）进行数据密化，以此来逼近轮廓曲线。驱动装置按伺服检测采样周期采集实际位移，并反馈给插补器与指令比较，有误差运动，误差为零停止，从而完成闭环控制。 数据采样插补方法有：直线函数法、扩展DDA、二阶递归算法等。 3.逐点比较法 早期数控机床广泛采用的方法，又称代数法、醉步伐，适 用于开环系统。 原理：每次仅向一个坐标轴输出一个进给脉冲，而每走一步都要通过偏差函数计算，判断偏差点的瞬时坐标同规定加工轨迹之间的偏差，然后决定下一步的进给方向。每个插补循环由偏差判别、进给、偏差函数计算和终点判别四个步骤组成。 逐点比较法可以实现直线插补、圆弧插补及其它曲线插补。 特点：运算直观，插补误差不大于一个脉冲当量，脉冲输出均匀，调节方便。 1）直线插补 （1）偏差函数构造 对于第一象限直线OA上任一点(X,Y):Y/X = Ye/Xe 若刀具加工点为Pi（Xi，Yi）， 则该点的偏差函数Fi可表示为 若Fi= 0，表示加工点位于直线上； 若Fi 0，表示加工点位于直线上方； 若Fi 0，表示加工点位于直线下方。 （2）偏差函数的递推计算 采用偏差函数的递推式（迭代式） 既由前一点计算后一点 Fi =Yi Xe -XiYe 若Fi=0，规定向 +X 方向走一步 Xi+1 = Xi +1 Fi+1 = XeYi –Ye(Xi +1)=Fi -Ye 若Fi0，规定 +Y 方向走一步，则有 Yi+1 = Yi +1 Fi+1 = Xe(Yi +1)-YeXi =Fi +Xe （3）终点判别 直线插补的终点判别可采用三种方法。 1）判断插补或进给的总步数：； 2）分别判断各坐标轴的进给步数； 3）仅判断进给步数较多的坐标轴的进给步数。 举例 对于第一象限直线OA，终点坐标Xe=6 ,Ye=4，插补从直线起点O开始，故F0=0 。终点判别是判断进给总步数N=6+4=10，将其存入终点判别计数器中，每进给一步减1，若N=0，则停止插补。 举例 对于第一象限直线OA，终点坐标Xe=6 ,Ye=4，插补从直线起点O开始，故F0=0 。终点判别是判断进给总步数N=6+4=10，将其存入终点判别计数器中，每进给一步减1，若N=0，则停止插补。 2)逐点比较法圆弧插补 （1）偏差函数 任意加工点Pi（Xi，Yi），偏差函数Fi可表示为 若Fi=0，表示加工点位于圆上； 若Fi0，表示加工点位于圆外； 若Fi0，表示加工点位于圆内