数控机床原理-第01章.ppt

第 1 章 概 述 1.1 数控机床的发展和特点 1.2 数控机床的组成与工作原理 1.3 数控机床的常见类型 1.1 数控机床的发展和特点 ?制造业是一个国家国民经济的支柱产业。 1.1.1 数控机床的发展 1．高速、高精度化 高速指的是高的主轴转速、高的快速移动速度和高的换刀速度 。 高精度化是指提高数控机床的精度。 2．高可靠性 数控机床的平均无故障工作时间 （小时）。 3．机床功能复合化 复合化是为了提高零件加工效率，减少辅助时间。能减少装卸时间，提高机床生产效率，减少半成品库存量，又能保证和提高形位精度。 4．智能化、网络化、柔性化 智能化是指数控机床控制加工精度和加工效率的智能化。 网络化可以进行跨地域的协同设计、协同制造、信息共享、远程监控及远程服务 1.1.2 数控机床的特点 1．对加工对象的适应性强 2．加工精度高 3．生产效率高 4．操作者劳动强度低 5．经济效益好 6．便于生产管理的现代化 1.2 数控机床的组成与工作原理 1.2.1 数控机床组成 数控机床按照事先编制好的程序，由数控系统控制完成预定的运动轨迹和辅助动作。它一般由程序载体、输入装置、CNC单元、伺服系统、位置反馈系统和机床本体组成。如图1.2所示。 1.2.2 数控机床的工作原理 在数控机床上加工零件通常需要经过以下几个步骤。 ① 制订工艺规程。 ② 将NC程序通过输入装置传输到数控机床的CNC系统。 ③ CNC系统分析程序段，并按要求将相应的指令、数值传送到各个坐标轴的伺服系统及机床强电控制系统。 ④ 伺服系统驱动机床的运动部件。 ⑤ 位置编码器检测并反馈给数控系统。 ⑥ 机床辅助动作由数控系统的PLC直接控制。 1．程序载体 程序载体用于记录数控机床加工零件所需的程序。 2．输入装置 输入装置的作用是将程序载体上的程序完整、正确地读入数控机床的CNC中。 3．CNC单元 CNC单元是数控机床的核心 。 4．伺服系统 伺服系统用于完成坐标轴的驱动。 直接影响数控机床加工的速度、位置精度及加工的形状精度。 5．位置反馈系统 闭环控制系统 半闭环控制系统 6．机床本体 是数控机床的机械结构 1.3 数控机床的常见类型 1.3.1 数控车床 1．普通数控车床 普通数控车床是机械制造业拥有量较多的一种车床，通常称之为经济型数控车床。图1.4为CK6140经济型数控车床外形图。 2．全机能数控车床 图1.5所示为45°倾斜床身的数控车床（去掉外壳等零部件），具有回轮式刀塔，使用滚动导轨支承刀塔溜板，通常称之为全机能数控车床。 3．车削加工中心 车削加工中心是性能最好的数控车床，常用作精加工使用，其床身均为倾斜结构，如图1.6所示。 1.3.2 数控镗铣床 1．数控铣床 数控铣床为三轴控制加工机床，与数控车床不同，其主运动由定尺寸刀具完成，加工过程所需的运动轨迹由X、Y、Z三轴共同运动实现，如图1.7所示。 2．镗铣加工中心 图1.8所示为FH4000卧式镗铣加工中心。 图1.9所示为MCR－A－R型龙门型五面镗铣加工中心，它具有1500mm×5000mm的工作台面，可以适应大、中型零件的精密加工；机床配置的数控系统具有五坐标控制功能；为扩展机床的工艺范围，其上配备有多种动力铣头（角度铣头、直角铣头和加长铣头等），根据加工过程需要，可以自动更换。 1.3.3 其他数控机床 1．数控线切割机床 2．数控冲床 * 图1.2 数控机床的组成 图1.4 CK6140数控车床 图1.5 全机能数控车床 图1.6 车削加工中心 图1.7 数控铣床 图1.8 卧式镗铣加工中心