数控加工编程与操作 数控加工编程与操作 项目1 数控机床基本知识.ppt

项目一 数控机床基本知识 知识点 数控机床的产生与发展趋势； 数控机床的分类； 数控和数控机床的概念； 数控机床的组成及工作原理。 技能点 现场认知数控机床； 观察数控机床的加工过程。 任务描述 通过对数控机床的现场认知，了解数控机床的加工零件的整个流程。 任务分析 数控机床涉及的内容和知识比较多，通过本任务的学习，主要了解数控机床的基本概念、发展及类型，掌握数控机床的加工原理及组成。 1.1 数控和数控机床 1.认知数控机床 常见的数控车床如图1-1（a）、(b)所示，数控铣床如图1-1（c）、(d)所示。 （a）卧式数控车床 (b) 立式数控车床 (c) 立式数控铣床 (d) 卧式数控铣床 图1-1 数控机床 2.数控、数控机床 数控即数字控制(Numerical Control，简称NC）。 数控机床是一种通过数字信息控制机床按给定的运动规律进行自动加工的机电一体化新型加工装备。人们习惯把“数控机床（Numerically Controlled Machine Tool”简称为“NC机床”。 1.2 数控机床的产生与发展 随着社会生产和科学技术的不断进步，各类工业新产品层出不穷。特别是在航空、航天、军事等领域所需的机械零件，精度要求更高，形状更为复杂且往往批量较小，加工这类产品需要经常改装或调整设备，普通机床或专业化程度高的自动化机床显然无法适应这些要求。为了解决这些矛盾，满足多品种、小批量、高精度的自动化生产，迫切需要一种灵活的、通用的、能够适应产品频繁变化的柔性自动化机床。数控机床就是在这样的背景下产生与发展起来的。 数控机床是一种综合了计算机应用技术、自动控制、精密测量、微电子技术、机械加工技术、机床结构设计和成组工艺等各个技术领域里的必威体育精装版技术而发展起来的，一种具有高效率、高质量和高柔性的自动化新颖机床。 1948年，美国帕森（Parsons）公司在研制加工直升机螺旋桨叶片轮廓检查样板时首先提出计算机控制机床的设想，在麻省理工学院（MIT）的协助下，于1952年研制成功了世界上第一台三坐标直线插补且连续控制的立式数控铣床。 自第一台数控机床问世以来，数控系统已先后经历了两个阶段和六代的发展，其六代是指电子管、晶体管、集成电路、小型计算机、微处理器和基于工控PC机的通用CNC系统。其中前三代为第一阶段称作硬件联接数控，简称NC系统，后三代为第二阶段称作计算机软件数控，也称CNC系统。 1.3 数控机床的分类 数控机床种类繁多，功能各异。而数控机床目前尚无统一分类方法，为了便于了解和研究，人们从不同的角度对其进行了分类。 1.按加工工艺方式分类 (1)金属切削类数控机床 (2)金属成型类数控机床 (3)特种加工机床 (4)其他机床类 2. 按运动轨迹分类 按数控机床运动轨迹可分为点位控制机床、点位直线控制机床和轮廓控制机床三类。 (1)点位控制数控机床 点位控制数控机床的特点是指刀具从某一点位置准确移动到目标点位置。如图1-2所示为点位控制数控机床加工。 (2)点位直线控制数控机床 点位直线控制数控机床的特点是将点位控制和直线控制结合起来，同时具有点位控制和直线控制的功能。如图1-3所示为点位直线控制数控机床加工。 图1-2　点位控制机床加工示意图 图1-3 点位直线控制数控机床加工示意图 (3)轮廓控制数控机床 轮廓控制机床又称连续控制机床。如图1-4所示为轮廓控制数控机床加工。 3. 按伺服控制方式不同分类 数控机床按伺服控制方式不同可分为开环控制和闭环控制两种。在闭环控制系统中，根据检测反馈装置安放的位置不同可分为全闭环控制和半闭环控制两种。 图1-4 轮廓控制数控机床加工示意图 (1)开环控制数控机床 开环控制数控机床的特点是没有位置检测反馈装置，伺服驱动装置主要是步进电机。数控装置按程序加工要求控制指令脉冲的数量、频率和通电顺序，达到控制执行部件运动的位移量、速度和运动方向的目的。如图1-5所示，指令信息单方向传送，并且指令发出后，不再反馈回来，故称为开环控制系统。 图1-5 开环控制系统 (2) 闭环控制数控机床 闭环控制数控机床的特点是机床上装有位置检测装置，直接对工作台的位移量进行测量。伺服驱动装置主要是直流伺服电机或交流伺服电机。如图1-6所示为闭环伺服系统。 图1-6 闭环控制系统 （3）半闭环控制数控机床 半闭环控制数控机床的特点是位置检测装置安装在进给丝杠的端部或伺服电动机轴上，不直接反馈机床的直线位移量，而是