課題一-認(rèn)識(shí)數(shù)控機(jī)床資料教學(xué)教材

1、課題一-認(rèn)識(shí)數(shù)控機(jī)床資料二、二、新課的教學(xué)內(nèi)容新課的教學(xué)內(nèi)容( (一一) )數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展 1 1數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生 1952年，美國(guó)帕森斯公司和麻省理工學(xué)院研制成功了世界上第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床。半個(gè)世紀(jì)以來，數(shù)控技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展，加工精度和生產(chǎn)效率不斷提高。數(shù)控機(jī)床的發(fā)展至今已經(jīng)歷了兩個(gè)階段和六代。 1952年的第一代電子管數(shù)控機(jī)床 1959年的第二代晶體管數(shù)控機(jī)床 1965年的第三代集成電路數(shù)控機(jī)床 1970年的第四代小型計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床 1974年的第五代微型計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng) 1990年的第六代基于PC的數(shù)控機(jī)床。2數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)（1）

2、高速度高精度化（2）多功能化、智能化、小型化（3）高可靠性(二二)數(shù)控機(jī)床的概念及組成數(shù)控機(jī)床的概念及組成 1 1數(shù)控機(jī)床的基本概念數(shù)控機(jī)床的基本概念（1）數(shù)控（Numerical Control，簡(jiǎn)稱NC）是采用數(shù)字化信息對(duì)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)及其加工過程進(jìn)行控制的方法。（2）數(shù)控機(jī)床（Numerically Controlled Machine tool） 是指裝備了計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床，簡(jiǎn)稱CNC機(jī)床。2 2數(shù)控機(jī)床的組成數(shù)控機(jī)床的組成反饋裝置 輸入輸出裝置數(shù)控裝置伺服系統(tǒng) 機(jī)床本體 計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床由輸入輸出裝置、計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)和機(jī)床本體等部分組成，其組成框圖如圖1.1所示， 圖1.1數(shù)

3、控機(jī)床的組成(三三)數(shù)控機(jī)床的種類與應(yīng)用數(shù)控機(jī)床的種類與應(yīng)用 1按工藝用途分類按工藝用途分類 （1）金屬切削類數(shù)控機(jī)床 （2）金屬成型類數(shù)控機(jī)床 （3）數(shù)控特種加工機(jī)床 （4）其它類型的數(shù)控機(jī)床2 2按機(jī)床運(yùn)動(dòng)的控制軌跡分類按機(jī)床運(yùn)動(dòng)的控制軌跡分類 （1）點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床）點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床 1)點(diǎn)位控制只要求控制機(jī)床的移動(dòng)部件從某一位置移動(dòng)到另一位置的準(zhǔn)確定位，對(duì)于兩位置之間的運(yùn)動(dòng)軌跡不作嚴(yán)格要求，在移動(dòng)過程中刀具不進(jìn)行切削加工，如圖1.2所示。 2)為了實(shí)現(xiàn)既快又準(zhǔn)的定位，常 采用先快速移動(dòng)，然后慢速趨近 定位點(diǎn)位的方法來保證定位精度。 3)主要有數(shù)控鉆床、數(shù)控沖床、 數(shù)控鏜床、數(shù)控點(diǎn)焊機(jī)等

4、。圖1.2點(diǎn)位數(shù)控機(jī)床加工示意圖（2）直線控制數(shù)控機(jī)床 1）直線控制數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)是除了控制點(diǎn)與點(diǎn)之間的準(zhǔn)確定位外，還要保證兩點(diǎn)之間移動(dòng)的軌跡是一條與機(jī)床坐標(biāo)軸平行的直線。 2）對(duì)移動(dòng)的速度也要進(jìn)行控制，因?yàn)檫@類數(shù)控機(jī)床在兩點(diǎn)之間移動(dòng)時(shí)要進(jìn)行切削加工，如圖1.3所示。 圖1.3直線數(shù)控機(jī)床加工示意圖（3）輪廓控制數(shù)控機(jī)床 1）輪廓控制能夠?qū)蓚€(gè)或兩個(gè)以上的運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的位移及速度進(jìn)行連續(xù)相關(guān)的控制，因而可以進(jìn)行曲線或曲面的加工，如圖1.4所示。 2）具有輪廓控制功能的數(shù)控機(jī)床有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心等。圖1.4輪廓數(shù)控機(jī)床加工示意圖3 伺服控制的方式分類伺服控制的方式分類 （1 1）開環(huán)控制

5、系統(tǒng)）開環(huán)控制系統(tǒng) 開環(huán)控制系統(tǒng)是指不帶反饋的控制系統(tǒng). 其特點(diǎn)其特點(diǎn): :開環(huán)控制具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、系統(tǒng)穩(wěn)定、容易調(diào)試、成本低等優(yōu)點(diǎn)。但是系統(tǒng)對(duì)移動(dòng)部件的誤差沒有補(bǔ)償和校正，所以精度低。一般適用于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床和舊機(jī)床數(shù)控化改造。 如圖1.5,部件的移動(dòng)速度和位移量是由輸入脈沖的頻率和脈沖數(shù)決定的。圖1.5開環(huán)控制系統(tǒng)（2）半閉環(huán)控制系統(tǒng) 1）半閉環(huán)控制系統(tǒng)是在開環(huán)系統(tǒng)的絲杠上裝有角位移測(cè)量裝置，通過檢測(cè)絲杠的轉(zhuǎn)角間接地檢測(cè)移動(dòng)部件的位移，反饋到數(shù)控系統(tǒng)中，由于慣性較大的機(jī)床移動(dòng)部件不包括在檢測(cè)范圍之內(nèi)，因而稱作半閉環(huán)控制系統(tǒng)，如圖1.6所示。 2）系統(tǒng)閉環(huán)環(huán)路內(nèi)不包括機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)，可獲得穩(wěn)定的

6、控制特性。機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)的誤差，可用補(bǔ)償?shù)霓k法消除，可獲得滿意的精度。中檔數(shù)控機(jī)床廣泛采用半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。圖1.6半閉環(huán)控制系統(tǒng) （3）閉環(huán)控制系統(tǒng) 1）在機(jī)床移動(dòng)部件上直接裝有位置檢測(cè)裝置，將測(cè)量的結(jié)果直接反饋到數(shù)控裝置中，與輸入指令進(jìn)行比較控制，使移動(dòng)部件按照實(shí)際的要求運(yùn)動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)精確定位，原理如下圖所示，因?yàn)榘褭C(jī)床工作臺(tái)納入了位置控制環(huán)，故稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。 2）該系統(tǒng)定位精度高、調(diào)節(jié)速度快。該系統(tǒng)調(diào)試工作困難。系統(tǒng)復(fù)雜并且成本高，故適用于精度要求很高的數(shù)控機(jī)床，如精密數(shù)控鏜銑床、超精密數(shù)控車床等。 4按數(shù)控系統(tǒng)功能水平分類按數(shù)控系統(tǒng)功能水平分類 數(shù)控機(jī)床按數(shù)控系統(tǒng)的功能水平可分為 低、

7、中、高三檔( (四四) )數(shù)控機(jī)床加工的特點(diǎn)及應(yīng)用數(shù)控機(jī)床加工的特點(diǎn)及應(yīng)用 1數(shù)控機(jī)床加工的特點(diǎn)數(shù)控機(jī)床加工的特點(diǎn) （1）可以加工具有復(fù)雜型面的工件 （2）加工精度高，質(zhì)量穩(wěn)定 （3）生產(chǎn)率高 （4）改善勞動(dòng)條件 （5）有利于生產(chǎn)管理現(xiàn)代化2數(shù)控機(jī)床的適用范圍數(shù)控機(jī)床的適用范圍 （1）多品種、單件小批量生產(chǎn)的零件或新產(chǎn)品試制中的零件； （2）幾何形狀復(fù)雜的零件； （3）精度及表面粗糙度要求高的零件； （4）加工過程中需要進(jìn)行多工序加工的零件； （5）用普通機(jī)床加工時(shí)，需要昂貴工裝設(shè)備（工具、夾具和模具）的零件。(五五)先進(jìn)制造技術(shù)先進(jìn)制造技術(shù) 1 1快速原型法（又稱快速成形法）快速原型法（又稱快速成形法） 2 2虛擬制造技術(shù)虛擬制造技術(shù) 3 3柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)( (FMS) ) 4 4柔性制造單元（柔性制造單元（FMCFMC） 5 5計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)(CIMS)三、三、現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)現(xiàn)場(chǎng)教學(xué) 用0.5天的時(shí)間到工廠及數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)室參觀各類數(shù)控設(shè)備的結(jié)構(gòu)及其加工零件的運(yùn)動(dòng)過程，并建議到圖書館、閱覽室了解機(jī)械及數(shù)控加工等方面有哪些書籍及雜志，上網(wǎng)查詢數(shù)控機(jī)床的最新動(dòng)向和技術(shù)，寫一篇有關(guān)數(shù)控加工方面的論文。四、課堂小結(jié)四、課堂小結(jié) 通過本次課的教學(xué)，學(xué)生必須明確什么是數(shù)控？什么是