《机械制造技术实验教程》课件实验17～实验23.ppt

实验17数控操作实验

实验18数控车床加工实验

实验19数控铣床加工实验

实验20数控机床伺服系统控制

实验21卧式车床结构剖析

实验22滚齿机床的调整

实验23机床几何精度的检验

实验17数控操作实验

一、实验目的

(1)掌握数控机床的特点与运用；

(2)了解数控加工机床的组成与结构；

(3)掌握数控加工的工作原理；

(4)掌握数控机床一般的操作步骤和基本编程。

二、实验内容

1．数控机床的组成、特点及分类

1)数控机床的组成

现代数控机床都是CNC机床，一般由数控操作系统和机

床本体组成，主要由以下几部分组成：

(1) CNC装置。计算机数控装置(即CNC装置)是CNC系统

的核心，由微处理器(CPU)、存储器、各I/O接口及外围逻辑电

路等构成。

(2)数控面板。数控面板是数控系统的控制面板，主要由

显示器和键盘组成。通过键盘和显示器实现系统管理和对数控

程序及有关数据进行输入和编辑修改。

(3)可编程逻辑控制器PLC。PLC是一种以微处理器为基

础的通用型自动控制装置，用于完成数控机床的各种逻辑运算

和顺序控制。例如：主轴的启停、刀具的更换、冷却液的开关

等辅助动作。

(4)机床操作面板。一般数控机床均布置一个机床操作面

板，用于在手动方式下对机床进行一些必要的操作，以及在自

动方式下对机床的运行进行必要的干预。上面布置有各种所需

的按钮和开关。

(5)伺服系统。伺服系统分为进给伺服系统和主轴伺服系

统，进给伺服系统主要由进给伺服单元和伺服进给电机组成。

用于完成刀架和工作台的各项运动。主轴伺服系统用于数控机

床的主轴驱动，一般有恒转矩调速和恒功率调速。为满足某些

加工要求，还要求主轴和进给驱动能同步控制。

(6)机床本体。机床本体的设计与制造，首先应满足数控

加工的需要，具有刚度大、精度高、能适应自动运行等特点，

由于一般均采用无级调速技术，使得机床进给运动和主传动的

变速机构被大大简化甚至取消，为满足高精度的传动要求，广

泛采用滚珠丝杆、滚动导轨等高精度传动件。为提高生产率和

满足自动加工的要求，还采用自动刀架以及能自动更换工件的

自动夹具等。

2)数控机床的特点

由于数控机床是计算机自动控制同精密机床两者之间的相

互结合，使得它具有高效率、高精度、高柔性等特点。

(1)具有广泛的适应性。

现代加工业为适应市场竞争要求，需不断对产品进行更新

换代，产品的换代势必要求其零件的改变，而对于数控加工来

说，只要改变数控程序或加工程序中的相应参数，就能对新零

件或改型后的零件进行自动加工。因此能很好地适应市场竞争

对产品改型换代的要求。

(2)高精度与质量稳定。

数控机床的本体中广泛采用滚珠丝杆、滚动导轨等高精度

传动部件，而伺服传动系统脉冲当量的设定单位可达到0.01～

0.005 mm。并且还有误差修正或补偿功能。而数控机床的运行

是根据数控程序而来，在程序调试完毕，加工件精度满足要求

后，就进行自动加工，一般不需人工干预，从而保证其高精度

和高稳定性。

(3)效率高。

数控加工在程序调试完成，首件加工合格后，就可进行自

动批量加工。加工过程中工件装夹、刀具更换、切削用量的调

整均由设备自动完成，而且加工中一般无需进行检测，从而极

大地减少了辅助时间。在程序的编制中只要对切削用量进行合

理的选择，就可以在满足加工要求的前提下，提高其生产效率。

(4)能进行复杂零件的加工。

数控机床采用计算机插补技术和多坐标轴联动控制，因此

可实现任意轨迹运动，并能加工出任何复杂形状的空间曲面，

从而满足加工普通机床无法加工的复杂零件。

(5)减轻劳动强度、改善劳动条件。

由于数控机床进行的是自动加工，程序调试完成后，一般

不需对其进行人工干预，可以大大减轻劳动者的劳动强度，同

时可实现一人管理多台机器。

(6)有利于进行现代化管理。

数控机床加工能方便、精确的计算零件的加工时间，同时

还可以进行自动加工统计，从而做到自动精确计算生产和加工

费用，有利于对生产的全过程进行现代化管理。

3)数控机床的分类

随着数控技术的不断发展，数控机床的类型越来越多，其

加工用途、功能特点多种多样，据不完全统计，目前数控机床

的品种已达500多种。按其实际使用情况可分为两大类(当然还

有其它的分类方法)，加工用途类和控制轨迹类。

(1)加工用途类。

加工用途类一般是以数控机床实际加工使用情况进行分类。

主要有如下三类：

①普通数控机床包括数控车床、数控铣床、数控钻床、数

控磨床以及数控加工中心等金属切削类。

②数控冲床、