数控机床完整全套PPT课件.pptx

第1章 数控机床概述 ;1.1 数控机床的产生和发展 ; 1.1.2 数控机床的产生和发展 数控机床主要是为了实现复杂多变零件的自动化加工而产生的。 机床数控技术的产生， 不仅为复杂零件的加工提供了方便， 而且加工精度高， 一致性好， 生产效率高， 能够大大减轻工人的劳动强度， 因此很快受到了人们的关注。 ;1.2 数控机床的特点 ;1.3 数控机床的分类 ; 1.3.2 按运动轨迹分类 1. 点位控制数控机床 这类数控机床的特点是在刀具相对于工件的移动过程中不进行切削加工， 只要求刀具从一点移动到另一点并准确定位， 而对运动的速度和轨迹没有严格的要求。 如图1.1所示， 刀具从A点到B点可以走①、 ②或③中的任意一条路经。 ;图1.1 点位控制切削加工 ;图1.2 直线控制切削加工 ; 2. 直线控制数控机床 这类数控机床不仅要控制机床刀具从一点移动到另一点， 而且要沿直线轨迹（一般与某一坐标轴平行或成45°角）以一定速度移动， 移动过程中可进行切削加工， 加工示例如图1.2所示。 ;图1.3 轮廓控制切削加工 ; 轮廓控制数控机床能够控制机床刀具或工件沿直线、 圆弧或抛物线等曲线轨迹移动， 移动过程中可进行切削加工， 移动速度根据工艺要求由编程确定， 可实现曲线或者曲面轮廓加工， 加工示例如图1.3所示。 多个坐标轴按照一定的函数关系同时协调运动， 称为多轴联动。 按照联动轴数， 可分为二轴联动、 二轴半联动、 三轴联动和多轴联动数控机床， 如图1.4所示。 ; 图1.4 不同联动轴数所能加工的型面 (a) 二轴联动； (b) 二轴半联动； (c) 三轴联动;图1.5 五轴联动铣削曲面零件 ;图1.6 六轴加工中心坐标示意图; 1.3.3 按伺服系统的控制方式分类 按伺服系统的控制方式不同可将数控机床分为开环控制、 闭环控制和半闭环控制数控机床。 1. 开环控制数控机床 这类数控机床的运动部件没有位置检测反馈装置， 采用步进电动机驱动， 如图1.7所示。 ;图1.7 开环控制数控机床结构 ; 2. 闭环控制数控机床 这类数控机床的运动部件上安装有位置测量反馈装置， 由直流或交流伺服电动机驱动， 如图1.8所示。 ;图1.8 闭环控制数控机床结构 ; 3. 半闭环控制数控机床 将位置检测元件安装在电动机轴端或丝杠轴端， 通过角位移的测量间接计算出机床工作台的实际运行位移， 与数控装置中的指令位移量相比较， 实现差值控制， 构成如图1.9所示的半闭环控制。 ;图1.9 半闭环控制数控机床结构图 ; 1.3.4 按功能水平分类 按照功能水平， 可以将数控机床分为低（经济型）、 中、 高三档。 这种分类方法的界线是相对的， 不同时期的划分标准会有所不同。 就目前的发展水平来看， 不同档次数控机床的功能和指标如表1.1所示。 ;表1.1 各档次数控机床的功能和指标 ;1.4 数控机床的基本原理和坐标系 ;图1.10 数控加工过程示意图 ; 2. 数控机床的组成 如图1.11所示， 数控机床由机床本体、 数控系统和伺服驱动系统几部分组成。 1） 机床本体 机床本体是数控机床的主体， 由基础件(如床身、 底座)和运动件(如工作台、 床鞍、 主轴箱等)组成。 ;图1.11 数控机床的组成 ; 与普通机床相比， 数控机床本体具有以下特点： （1） 采用了高性能主轴部件及传动系统， 机械传动结构简单。 （2） 机械结构具有较高刚度和耐磨性， 热变形小。 （3） 更多地采用了高效传动部件， 如滚珠丝杠、 静压导轨、 滚动导轨等。 ; 2） 数控系统 数控系统是数控机床的控制核心， 用来输入、 存储零件加工程序， 并根据零件加工程序进行计算、 插补等处理， 发出各种控制信号， 控制机床各部件的动作， 完成零件加工过程的控制。 3） 伺服驱动系统 伺服驱动装置的作用是把来自数控装置的输出信号进行功率放大， 通过执行元件（如步进电动机、 伺服电动机等）和机械传动机构，