数控车床编程与操作 数控机床组成及工作原理 1.1.2：数控机床组成及工作原理-电子教材.docx

项目一数控车削基本认知与操作 学习情境 机械产品日趋精密、复杂，改型也日益频繁，对机床的性能、精度、自动化程度等提出了越来越高的要求。 在机械制造行业中，单件、小批量生产的零件占机械加工总量的70%～80%。为满足多品种、小批量，特别是结构复杂、精度要求高的零件的自动化生产，迫切需要一种灵活的、通用的、能够适合产品频繁变化的“柔性”自动化机床——数控机床。 普通车削加工是操作工人根据工艺人员制订的工艺规程加工工件，但具体的工步的划分、走刀路线、切削用量的选择、刀具的选择很大程度上是由操作工人根据经验来决定的。而数控机床按照事先编好的程序来加工工件，程序中包括所有的工艺信息及对机床的各种操作。这就要求编程人员在编程前要对加工零件进行工艺分析，并把加工零件的全部工艺过程、工艺参数、刀具参数和切削用量、位移参数等编制成程序，以数字信息的形式存储在数控系统的存储器内，以此来控制数控机床进行加工。 【知识目标】 了解数控机床的产生与发展； 了解数控机床的组成、分类及特点； 详细了解数控机床的安全操作规程与维护； 了解数控加工工艺的特点； 熟悉数控加工工艺分析包括的内容； 掌握数控车削加工工艺路线的确定方法； 掌握夹紧方案的确定、刀具的选择、切削用量的选用； 掌握数控机床坐标系、编程坐标系的确定； 掌握编程的格式及其特殊功能字、辅助功能字的使用； 掌握绝对坐标、增量坐标的区别及其使用； 了解数控编程的特点。 【能力目标】 认识数控机床的系统界面，熟练掌握数控机床的基本操作； 牢记数控机床的安全操作规程； 能分析编程格式的正确性，并能理解各功能字的含义； 培养学生分析问题、解决问题的能力； 能运用所学知识合理地确定数控加工工艺； 通过学习能编写刀具卡、工序卡等数控加工工艺文件。 任务一 数控机床的基本认知与操作 任务描述 了解数控机床图（1-1）的基本组成和操作。 图1-1 数控机床 任务分析 相关知识 （一）数控车床的组成及分类 1．数控机床的控制原理 数控机床使用数字化的信息来实现自动控制。将与加工零件有关的信息如工件与刀具相对运动轨迹的尺寸参数（进给尺寸）、切削加工的工艺参数（主运动和进给运动的速度、切削深度）、各种辅助操作（变速、换刀、冷却润滑、工件夹紧松开）用规定的文字、数字和字符组成的代码，按一定的格式编写成加工程序单（数字化），将加工程序通过控制介质输入数控装置，由数控装置经过分析处理后，发出与加工程序相对应的信号和指令，控制机床进行自动加工。控制系统控制图如图1-2所示。 图1-2 数控系统控制图 2．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、机床本体组成的，图1-3所示为数控车床的简图，图1-4所示为数控车床机床的结构简图。 （1）输入装置 数控加工程序可通过键盘，用手工方式直接输入数控系统。还可由编程计算机用RS232C进行零件加工程序输入，有两种不同的方式：一种是边读入边加工；另一种是一次将零件加工程序全部读入数控装置内部的存储器，加工时再从存储器中逐段调出进行加工。 （2）数控装置 数控装置是数控机床的中枢。数控装置从内部存储器中取出或接收输入装置送来的一段或几段数控加工程序，经过它的逻辑电路或系统软件进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种控制信息和指令，控制机床各部分的工作，使其进行规定的有序运动和动作。 图1-3 数控车床的简图 图1-4 数控车床机床结构简图 （3）驱动和检测装置 驱动装置接收来自数控装置的指令信息，经功率放大后，严格按照指令信息的要求驱动机床的移动部件，以加工出符合图样要求的零件。驱动装置包括控制器（含功率放大器）和检测装置，检测装置将数控机床各坐标轴的实际位移量检测出来，经反馈系统输入机床的数控装置；数控装置将反馈回来的实际位移量值与设定值进行比较，控制驱动装置按指令设定值运动。 （4）辅助控制装置 辅助控制装置的主要作用是接收数控装置输出的开关量指令信号，经过编译、逻辑判别和运算，再经功率放大后驱动相应的电器，带动机床的机械、液压、气动等辅助装置完成指令规定的开关量动作。这些控制包括主轴运动部件的变速、换向和启停指令，刀具的选择和交换指令，冷却、润滑装置的启停，工件和机床部件的松开、夹紧，分度工作台转位分度等开关辅助动作。 （5）机床本体 数控机床的机床本体与传统机床相似，由主轴传动装置、进给传动装置、床身、工作台及辅助运动装置、液压气动系统、润滑系统、冷却装置等组成。