第二章機(jī)床知識(shí)課件

1、類(lèi)類(lèi)別別車(chē)車(chē)床床鉆鉆床床鏜鏜床床磨床磨床齒齒輪輪加加工工機(jī)機(jī)床床螺螺紋紋加加工工機(jī)機(jī)床床銑銑床床刨刨插插床床拉拉床床特特種種加加工工機(jī)機(jī)床床鋸鋸床床其其他他機(jī)機(jī)床床代代號(hào)號(hào)CZT M2M3MYSXBLDGQ機(jī)床類(lèi)代號(hào)和分類(lèi)代號(hào)機(jī)床類(lèi)代號(hào)和分類(lèi)代號(hào)通用機(jī)床（普通機(jī)床）：通用機(jī)床（普通機(jī)床）：加工范圍廣，可加工范圍廣，可用于多種零件的不同工序。用于多種零件的不同工序。專(zhuān)門(mén)化機(jī)床：專(zhuān)門(mén)化機(jī)床：加工范圍較窄，用于加工某加工范圍較窄，用于加工某一類(lèi)（或幾類(lèi)）零件的某一道（或幾道）一類(lèi)（或幾類(lèi)）零件的某一道（或幾道）特定工序。特定工序。專(zhuān)用機(jī)床：專(zhuān)用機(jī)床：用于加工某一種零件的某一道用于加工某一種零件的某一

2、道特定工序。特定工序。（）（）（） （）（）（）/ /（ ）（）（- - ）企業(yè)代號(hào)企業(yè)代號(hào)其他特性代號(hào)其他特性代號(hào)重大改進(jìn)順序號(hào)重大改進(jìn)順序號(hào)主主 參數(shù)或第二主參數(shù)參數(shù)或第二主參數(shù)主參數(shù)主參數(shù)系代號(hào)（主參數(shù)相同）系代號(hào)（主參數(shù)相同）組代號(hào)（每類(lèi)機(jī)床分為組代號(hào)（每類(lèi)機(jī)床分為10組）組）通用特性、結(jié)通用特性、結(jié)構(gòu)特性代號(hào)構(gòu)特性代號(hào)類(lèi)代號(hào)類(lèi)代號(hào)分類(lèi)代號(hào)分類(lèi)代號(hào)通通用用特特性性高高精精度度精精密密自自動(dòng)動(dòng)半半自自動(dòng)動(dòng)數(shù)數(shù)控控加加工工中中心心 （自自動(dòng)動(dòng)換換刀）刀）仿仿形形輕輕型型加加重重型型簡(jiǎn)簡(jiǎn)式式或或經(jīng)經(jīng)濟(jì)濟(jì)型型柔柔性性加加工工單單元元數(shù)數(shù)顯顯代代號(hào)號(hào)GMZBKHFQCJRX機(jī)床通用特性代號(hào)機(jī)床通

3、用特性代號(hào)高高速速S舉例說(shuō)明機(jī)床的型號(hào)舉例說(shuō)明機(jī)床的型號(hào)1.M1432A萬(wàn)能外圓磨床萬(wàn)能外圓磨床 M 1 4 32 A類(lèi)別代號(hào)類(lèi)別代號(hào)(磨床類(lèi)磨床類(lèi))組別代號(hào)（外圓磨床組）組別代號(hào)（外圓磨床組）型別代號(hào)（萬(wàn)能外圓磨床系）型別代號(hào)（萬(wàn)能外圓磨床系）主參數(shù)代號(hào)（最大磨削直徑主參數(shù)代號(hào)（最大磨削直徑320mm) 重大改進(jìn)序號(hào)（第一次改進(jìn)）重大改進(jìn)序號(hào)（第一次改進(jìn)）2.YM315OE精密滾齒機(jī)精密滾齒機(jī) Y M 3 1 59 E類(lèi)別代號(hào)（齒輪加工機(jī)床）類(lèi)別代號(hào)（齒輪加工機(jī)床）通用特性代號(hào)（精密）通用特性代號(hào)（精密）組別代號(hào)（滾齒機(jī)）組別代號(hào)（滾齒機(jī)）型別代號(hào)（滾齒機(jī)）型別代號(hào)（滾齒機(jī)）主參數(shù)代號(hào)（最大

4、滾齒直徑的主參數(shù)代號(hào)（最大滾齒直徑的1/10)重大改進(jìn)序號(hào)（第五次改進(jìn)）重大改進(jìn)序號(hào)（第五次改進(jìn)）設(shè)計(jì)順序號(hào)設(shè)計(jì)順序號(hào)設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)單位代號(hào)代號(hào)B1015第第15種專(zhuān)用機(jī)種專(zhuān)用機(jī)床（銑床）床（銑床）北京第一北京第一機(jī)床廠機(jī)床廠主軸箱主軸箱刀架刀架尾架尾架床身床身床腿床腿溜板箱溜板箱進(jìn)給箱進(jìn)給箱臺(tái)臺(tái)式式鉆鉆床床立立式式鉆鉆床床搖搖臂臂鉆鉆床床牛牛頭頭刨刨床床龍們刨床龍們刨床插床插床龍龍們們銑銑床床平平面面磨磨床床萬(wàn)能外圓磨床萬(wàn)能外圓磨床鏜鏜床床電電火火花花線(xiàn)線(xiàn)切切割割機(jī)機(jī)床床電電火火花花加加工工機(jī)機(jī)床床1234567891 01 11 21 37654321 (b) (b)立式車(chē)床立式車(chē)床1-1-

5、橫梁（進(jìn)給箱）橫梁（進(jìn)給箱）2-2-刀架刀架 3-3-車(chē)刀車(chē)刀 4-4-工件工件 5-5-工作臺(tái)工作臺(tái) 6-6-底座（主軸箱底座（主軸箱) 7-) 7-立柱立柱 (a) (a)臥式車(chē)床臥式車(chē)床1-1-主軸箱主軸箱 2-2-進(jìn)給箱進(jìn)給箱 3-3-床鞍床鞍 4-4-溜板箱溜板箱5-5-光杠光杠 6-6-絲杠絲杠 7-7-床身床身8-8-尾架尾架9-9-頂尖頂尖10-10-車(chē)刀車(chē)刀 11-11-刀架刀架 12-12-工件工件 13-13-卡盤(pán)卡盤(pán) 車(chē)床車(chē)床1234567891 01 11 21 37654321123456712345678123456712345678 (b) (b)搖臂鉆床搖臂鉆

6、床1-1-立柱立柱 2-2-工件工件 3-3-工作臺(tái)工作臺(tái)4-4-鉆頭鉆頭 5-5-主軸箱（進(jìn)給箱）主軸箱（進(jìn)給箱）6-6-電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī) 7- 7- 搖臂搖臂 (a) (a)立式鉆床立式鉆床 1-1-進(jìn)給箱進(jìn)給箱 2-2-主軸主軸 3-3-鉆頭鉆頭 4-4-工作臺(tái)工作臺(tái) 5-5-底座底座 6-6-工件工件7-7-立柱立柱 8-8-主軸箱主軸箱鉆床鉆床12345671234567891 012345671234567891 0 (b) (b)龍門(mén)刨床龍門(mén)刨床1-1-立柱立柱 2-2-橫梁（進(jìn)給機(jī)構(gòu)）橫梁（進(jìn)給機(jī)構(gòu)） 3-3-刀架刀架 4-4-工件工件 5-5-工作臺(tái)工作臺(tái)6-6-床身床身 7-7

7、-刨刀刨刀 (a) (a)牛頭刨床牛頭刨床1-1-刀架刀架 2-2-刨刀刨刀 3-3-工件工件 4-4-虎鉗虎鉗 5-5-工作臺(tái)工作臺(tái) 6-6-橫梁橫梁 7-7-進(jìn)給機(jī)構(gòu)進(jìn)給機(jī)構(gòu)8-8-底座底座 9-9-床身（變速箱）床身（變速箱） 10-10-滑枕滑枕 刨床刨床 (a) (a)臥式升降臺(tái)式銑床臥式升降臺(tái)式銑床 1-1-立柱（主軸箱）立柱（主軸箱） 2-2-工件工件 3-3-底座底座 4-4-升降臺(tái)（進(jìn)給箱）升降臺(tái)（進(jìn)給箱）5-5-床鞍床鞍 6-6-工作臺(tái)工作臺(tái) 7-7-橫梁橫梁 8-8-銑刀銑刀 9-9-刀軸刀軸 (b) (b)立式升降臺(tái)式銑床立式升降臺(tái)式銑床1-1-立柱立柱 2-2-銑刀銑

8、刀 3-3-工件工件 4-4-底座底座 5-5-升降臺(tái)（進(jìn)給箱）升降臺(tái)（進(jìn)給箱）6-6-床鞍右銘床鞍右銘7-7-工作臺(tái)工作臺(tái) 8-8-主軸箱主軸箱銑床銑床123456781234567891234567123456712345671234567(a)(a)外圓磨床外圓磨床1- 1-工作臺(tái)工作臺(tái) 2-2-工件工件 3-3-床身床身 4-4-磨頭磨頭 5-5-尾架尾架6-6-砂輪砂輪 7-7-頭架頭架(b)(b)平面磨床平面磨床1- 1-砂輪砂輪 2-2-工作臺(tái)工作臺(tái) 3-3-工件工件 4-4-床鞍床鞍5-5-床身床身 6-6-立柱立柱 7-7-磨頭磨頭磨床磨床滾滾齒齒機(jī)機(jī)插插齒齒機(jī)機(jī)大量的通用部

9、件大量的通用部件少量的專(zhuān)少量的專(zhuān)用部件用部件2112ddnnid2、n2d1、n1z1z2n1n22112zznnidp蝸 輪蝸 桿zkn1n2zknni12mZ、n6060mznpzn螺 桿 （ 絲 杠 ）螺 母P60knPd1d2n1k z1z2z3z4z5z6z7ZKZZZZZZddK65432121傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式為：傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式為： d1d2n1k z1z2z3z4z5z6z7kZkZZZZZZddniiii ininn65432121154321116總kZkZZZZZZddiiii ii6543212154321總，齒輪齒條ZKZZZZddK432121傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式為：傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式為： ，4

10、3212114321115ZZZZddniii ininn總4321iii ii總mZZKZZZZddnsK4321211（1 1）塔輪變速機(jī)構(gòu)）塔輪變速機(jī)構(gòu)（2 2）滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)）滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)（3 3）擺動(dòng)齒輪變速機(jī)構(gòu)）擺動(dòng)齒輪變速機(jī)構(gòu) （4 4）離合器齒輪變速離合器齒輪變速 塔輪變速機(jī)構(gòu)塔輪變速機(jī)構(gòu)d1d2d3d4d5d6 塔輪變速機(jī)構(gòu)塔輪變速機(jī)構(gòu)d1d2d3d4d5d6dddddd635241滑移齒輪變速滑移齒輪變速z1z2z3z5z4z6滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)z1z2z3z5z4z6ZZZZZZ635241 擺動(dòng)齒輪變速機(jī)構(gòu)擺動(dòng)齒輪變速機(jī)構(gòu) z1z2z3z4z5z6

11、擺動(dòng)齒輪變速機(jī)構(gòu)擺動(dòng)齒輪變速機(jī)構(gòu) z1z2z3z4z5z6ZZZZZZ636261z1z2z3z4Mz1z2z3z4MZZZZ4231正轉(zhuǎn)：n214331nnzzzz正向：21433221nnzzzzzz反向：正轉(zhuǎn)：n2143nnzz正向：213221nnzzzz反向：2311nzzn正向：2321nzzn反向：2311nzzn正向：2321nzzn反向：2143nnzz正向：213221nnzzzz反向：主軸箱主軸箱刀架刀架尾架尾架床身床身床腿床腿溜板箱溜板箱進(jìn)給箱進(jìn)給箱二二 CA6140CA6140普通車(chē)床傳動(dòng)系統(tǒng)分析普通車(chē)床傳動(dòng)系統(tǒng)分析主軸箱主軸箱刀架刀架溜板箱溜板箱進(jìn)給箱進(jìn)給箱普通車(chē)床

12、的傳動(dòng)系統(tǒng)分析普通車(chē)床的傳動(dòng)系統(tǒng)分析 將各種傳動(dòng)元件用簡(jiǎn)單的符將各種傳動(dòng)元件用簡(jiǎn)單的符號(hào)，按運(yùn)動(dòng)傳遞順序依次排列，號(hào)，按運(yùn)動(dòng)傳遞順序依次排列，以以展開(kāi)圖展開(kāi)圖形式畫(huà)在機(jī)床外形輪廓形式畫(huà)在機(jī)床外形輪廓內(nèi)的一張傳動(dòng)示意圖（圖中數(shù)字內(nèi)的一張傳動(dòng)示意圖（圖中數(shù)字均為傳動(dòng)副的主參數(shù)）。均為傳動(dòng)副的主參數(shù)）。傳動(dòng)元件的簡(jiǎn)化符號(hào)傳動(dòng)元件的簡(jiǎn)化符號(hào)傳動(dòng)元件的簡(jiǎn)化符號(hào)傳動(dòng)元件的簡(jiǎn)化符號(hào)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)主軸主軸主軸共有232=12級(jí)轉(zhuǎn)速。主軸的反轉(zhuǎn)是通過(guò)電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。( 1 4 4 0r / mi n )主軸5 81 76 32 7 M4 53 92 83 22 23 43 41 92 23 3電動(dòng)機(jī)2 0

13、01 7 6主軸主軸床鞍床鞍主軸主軸中滑板中滑板縱 向 進(jìn) 給5525 M左橫 向 進(jìn) 給橫 向 進(jìn) 給 絲 杠 （ p=4）38474713. M右2460（ 倍 增 機(jī) 構(gòu) ）452光 杠3939.52265226.2652.2652395226393939265224522627213024273648（ 交 換 齒 輪 ）（ 變 向 機(jī) 構(gòu) ）dc.a5829355535555555b.主 軸 齒 輪 、 齒 條 （ z=14、m=2）min/425817632798. 020017645223419min/1440min/200098. 020017632342233min/1440

14、minmaxrrnrrn 機(jī)床的轉(zhuǎn)速機(jī)床的轉(zhuǎn)速n、進(jìn)給量、進(jìn)給量f和和螺距螺距P的數(shù)值可由機(jī)床上的銘的數(shù)值可由機(jī)床上的銘牌，由操作者扳動(dòng)相應(yīng)的手牌，由操作者扳動(dòng)相應(yīng)的手柄即可。柄即可。自動(dòng)和半自動(dòng)機(jī)床 自動(dòng)和半自動(dòng)機(jī)床 如果機(jī)床具有自動(dòng)的輔助運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)及相應(yīng)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，使能夠按照規(guī)定的程序自動(dòng)完成加工過(guò)程，機(jī)床便成了自動(dòng)機(jī)床，換句話(huà)說(shuō)，經(jīng)調(diào)整以后，不需人工操作便能完成自動(dòng)循環(huán)的機(jī)床，稱(chēng)為自動(dòng)自動(dòng)機(jī)床機(jī)床。除裝卸工件是由手工操作外，能完成半自動(dòng)循環(huán)的機(jī)床，稱(chēng)為半自動(dòng)機(jī)床半自動(dòng)機(jī)床。 工作過(guò)程工作過(guò)程 待加工棒料穿過(guò)空心主軸待加工棒料穿過(guò)空心主軸3 3，并夾緊在彈簧，并夾緊在彈簧夾頭夾頭2 2中

15、，主軸由膠帶帶動(dòng)。中，主軸由膠帶帶動(dòng)。刀具分別安裝在橫向刀架刀具分別安裝在橫向刀架7 7和縱向刀架和縱向刀架4 4上。上。 棒料的送進(jìn)、夾緊、切削和切斷等各種棒料的送進(jìn)、夾緊、切削和切斷等各種動(dòng)作都受分配軸動(dòng)作都受分配軸5 5上的一系列凸輪機(jī)構(gòu)控制。上的一系列凸輪機(jī)構(gòu)控制。 分配軸分配軸5 5由蝸輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)后，其上的由蝸輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)后，其上的各凸輪機(jī)構(gòu)便隨之緩慢地勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。各凸輪機(jī)構(gòu)便隨之緩慢地勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。 送料鼓輪送料鼓輪1212通過(guò)杠桿撥動(dòng)送料夾頭通過(guò)杠桿撥動(dòng)送料夾頭1 1完完成自動(dòng)送料工作。成自動(dòng)送料工作。 夾料鼓輪夾料鼓輪1111撥動(dòng)杠桿控制彈性?shī)A頭撥動(dòng)杠桿控制彈性?shī)A頭2 2實(shí)實(shí)現(xiàn)棒料的夾

16、緊和松開(kāi)?，F(xiàn)棒料的夾緊和松開(kāi)。 縱向進(jìn)給鼓輪縱向進(jìn)給鼓輪6 6帶動(dòng)縱向進(jìn)給刀架帶動(dòng)縱向進(jìn)給刀架4 4使刀具實(shí)使刀具實(shí)現(xiàn)縱向進(jìn)給，盤(pán)形凸輪現(xiàn)縱向進(jìn)給，盤(pán)形凸輪8 8通過(guò)杠桿帶動(dòng)橫向進(jìn)給通過(guò)杠桿帶動(dòng)橫向進(jìn)給刀架刀架7 7完成切斷和切槽作動(dòng)。完成切斷和切槽作動(dòng)。 當(dāng)分配軸當(dāng)分配軸5 5轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，自動(dòng)車(chē)床完成一個(gè)工轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，自動(dòng)車(chē)床完成一個(gè)工作循環(huán)，也即加工出來(lái)一個(gè)完整的零件。作循環(huán)，也即加工出來(lái)一個(gè)完整的零件。 （1）加工精度高 （2）對(duì)加工對(duì)象的適應(yīng)性強(qiáng) （3）能加工形狀復(fù)雜的零件 （4）加工生產(chǎn)率高 （5）有利于向更高級(jí)的制造系統(tǒng)發(fā)展 （6）使用、維修技術(shù)要求高，機(jī)床價(jià)格較昂貴。 根據(jù)以上特

17、點(diǎn)，數(shù)控機(jī)床最適合在單件、小批生產(chǎn)條件下，加工具有下列特點(diǎn)的零件：用普通機(jī)床難以加工的形狀復(fù)雜的曲線(xiàn)、曲面零件；結(jié)構(gòu)復(fù)雜、要求多部位、多工序加工的零件；價(jià)格昂貴、不允許報(bào)廢的零件；要求精密復(fù)制或準(zhǔn)備多次改變?cè)O(shè)計(jì)的零件。 數(shù)控機(jī)床一般由控制介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、測(cè)量反饋裝置和機(jī)床主機(jī)等組成。 (1) 信息載體（2）數(shù)控裝置 （3）伺服系統(tǒng) （4）檢測(cè)裝置 （5）機(jī)電接口電路 （6）機(jī)床主體圖 點(diǎn)位控制停止起始） 圖 直線(xiàn)控制圖輪廓控制)數(shù)控裝置位移指令脈沖驅(qū)動(dòng)控制電路步進(jìn)電機(jī)工作臺(tái)數(shù)控裝置指 令信 號(hào)伺 服 放大 電 路直 流 伺 服 電 機(jī)工 作 臺(tái)比 較線(xiàn) 路反 饋 信 號(hào) 線(xiàn) 位 移檢

18、 測(cè) 裝 置數(shù)控裝置指 令信 號(hào)伺 服 放大 電 路直 流 伺 服 電 機(jī)工 作 臺(tái)比 較電 路反 饋 信 號(hào) 角 位 移檢 測(cè) 裝 置高速加工中心高速加工中心 數(shù)控立式加工中心數(shù)控火焰切割機(jī)并聯(lián)機(jī)床(Parallel Machine Tools)，又稱(chēng)并聯(lián)結(jié)構(gòu)機(jī)床(Parallel Structured Machine Tools)、虛擬軸機(jī)床(Virtual Axis Machine Tools)，也曾被稱(chēng)為六條腿機(jī)床、六足蟲(chóng)(Hexapods)。并聯(lián)機(jī)床是基于空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)Stewart平臺(tái)原理開(kāi)發(fā)的，是近年才出現(xiàn)的一種新概念機(jī)床，它是并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)與機(jī)床結(jié)合的產(chǎn)物，是空間機(jī)構(gòu)學(xué)、機(jī)械制造

19、、數(shù)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟硬技術(shù)和CAD/CAM技術(shù)高度結(jié)合的高科技產(chǎn)品。它克服了傳統(tǒng)機(jī)床串聯(lián)機(jī)構(gòu)刀具只能沿固定導(dǎo)軌進(jìn)給、刀具作業(yè)自由度偏低、設(shè)備加工靈活性和機(jī)動(dòng)性不夠等固有缺陷，可實(shí)現(xiàn)多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工、裝配和測(cè)量多種功能，更能滿(mǎn)足復(fù)雜特種零件的加工。自其1994年在美國(guó)芝加哥機(jī)床展上首次面世即被譽(yù)為是“21世紀(jì)的機(jī)床”，成為機(jī)床家族中最有生命力的新成員。并聯(lián)機(jī)床的特點(diǎn) 整體而言，傳統(tǒng)的串聯(lián)機(jī)構(gòu)機(jī)床，是屬于數(shù)學(xué)簡(jiǎn)單而機(jī)構(gòu)復(fù)雜的機(jī)床，而相對(duì)的，并聯(lián)機(jī)構(gòu)機(jī)床則機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單而數(shù)學(xué)復(fù)雜，整個(gè)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)牽涉到相當(dāng)龐大的數(shù)學(xué)運(yùn)算，因此虛擬軸并聯(lián)機(jī)床是一種知識(shí)密集型機(jī)構(gòu)。這種新型機(jī)床完全打破了傳統(tǒng)機(jī)床結(jié)構(gòu)的概念，拋

20、棄了固定導(dǎo)軌的刀具導(dǎo)向方式，采用了多桿并聯(lián)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，大大提高了機(jī)床的剛度，使加工精度和加工質(zhì)量都有較大的改進(jìn)。另外，由于其進(jìn)給速度的提高，從而使高速、超高速加工更容易實(shí)現(xiàn)。由于這種機(jī)床具有高剛度、高承載能力、高速度、高精度以及重量輕、機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低、標(biāo)準(zhǔn)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，在許多領(lǐng)域都得到了成功的應(yīng)用，因此受到學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。由并聯(lián)、串聯(lián)同時(shí)組成的混聯(lián)式數(shù)控機(jī)床，不但具有并聯(lián)機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)，而且在使用上更具實(shí)用價(jià)值。隨著高速切削的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)串聯(lián)式機(jī)構(gòu)構(gòu)造平臺(tái)的結(jié)構(gòu)剛性與移動(dòng)臺(tái)高速化逐漸成為技術(shù)發(fā)展的瓶頸，而并聯(lián)式平臺(tái)便成為最佳的候選對(duì)象，而相對(duì)于串聯(lián)式機(jī)床來(lái)說(shuō)，并聯(lián)式工作平臺(tái)具有如下特

21、點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低。 機(jī)床機(jī)械零部件數(shù)目較串聯(lián)構(gòu)造平臺(tái)大幅減少，主要由滾珠絲杠、虎克鉸、球鉸、伺服電機(jī)等通用組件組成，這些通用組件可由專(zhuān)門(mén)廠家生產(chǎn)，因而本機(jī)床的制造和庫(kù)存成本比相同功能的傳統(tǒng)機(jī)床低得多，容易組裝和搬運(yùn)。結(jié)構(gòu)剛度高。 由于采用了封閉性的結(jié)構(gòu)(closed-loop structure)使其具有高剛性和高速化的優(yōu)點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)負(fù)荷流線(xiàn)短，而負(fù)荷分解的拉、壓力由六只連桿同時(shí)承受，以材料力學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)，在外力一定時(shí)，懸臂量的應(yīng)力與變形都最大，兩端插入(build-in)次之，再來(lái)是兩端簡(jiǎn)支撐(simply-supported)，其次是受壓的二力結(jié)構(gòu)，應(yīng)力與變形都最小的是受張力的二力

22、結(jié)構(gòu)，故其擁有高剛性。其剛度重量比高于傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床。加工速度高，慣性低。 如果結(jié)構(gòu)所承受的力會(huì)改變方向，(介于張力與壓力之間)，兩力構(gòu)件將會(huì)是最節(jié)省材料的結(jié)構(gòu)，而它的移動(dòng)件重量減至最低且同時(shí)由六個(gè)致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)，因此機(jī)器很容易高速化，且擁有低慣性。加工精度高。 由于其為多軸并聯(lián)機(jī)構(gòu)組成，六個(gè)可伸縮桿桿長(zhǎng)都單獨(dú)對(duì)刀具的位置和姿態(tài)起作用，因而不存在傳統(tǒng)機(jī)床(即串聯(lián)機(jī)床)的幾何誤差累積和放大的現(xiàn)象，甚至還有平均化效果(averaging effect)；其擁有熱對(duì)稱(chēng)性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，因此熱變形較??；故它具有高精度的優(yōu)點(diǎn)。多功能靈活性強(qiáng)。 由于該機(jī)床機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單控制方便，較容易根據(jù)加工對(duì)象而將其設(shè)計(jì)成專(zhuān)用機(jī)床，同

23、時(shí)也可以將之開(kāi)發(fā)成通用機(jī)床，用以實(shí)現(xiàn)銑削、鏜削、磨削等加工，還可以配備必要的測(cè)量工具把它組成測(cè)量機(jī)，以實(shí)現(xiàn)機(jī)床的多功能。這將會(huì)帶來(lái)很大的應(yīng)用和市場(chǎng)前景，在國(guó)防和民用方面都有著十分廣闊的應(yīng)用前景。使用壽命長(zhǎng)。 由于受力結(jié)構(gòu)合理，運(yùn)動(dòng)部件磨損小，且沒(méi)有導(dǎo)軌，不存在鐵屑或冷卻液進(jìn)入導(dǎo)軌內(nèi)部而導(dǎo)致其劃傷、磨損或銹蝕現(xiàn)象。Stewart平臺(tái)適合于模塊化生產(chǎn)。 對(duì)于不同的機(jī)器加工范圍，只需改變連桿長(zhǎng)度和接點(diǎn)位置，維護(hù)也容易，無(wú)須進(jìn)行機(jī)件的再制和調(diào)整，只需將新的機(jī)構(gòu)參數(shù)輸入。變換座標(biāo)系方便。 由于沒(méi)有實(shí)體座標(biāo)系，機(jī)床座標(biāo)系與工件座標(biāo)系的轉(zhuǎn)換全部靠軟件完成，非常方便。Stewart平臺(tái)應(yīng)用于機(jī)床與機(jī)器人時(shí)，可

24、以降低靜態(tài)誤差(因?yàn)楦邉傂?，以及動(dòng)態(tài)誤差(因?yàn)榈蛻T量)。而Stewart平臺(tái)的劣勢(shì)在于其工作空間較小，且其在工作空間上有著奇異點(diǎn)的限制，而串聯(lián)工作平臺(tái)，控制器遇到奇異點(diǎn)時(shí)，將會(huì)計(jì)算出驅(qū)動(dòng)裝置無(wú)法達(dá)成的驅(qū)動(dòng)命令而造成控制誤差，但Stewart平臺(tái)在奇異位置會(huì)失去支撐部分方向的力或力矩的能力，無(wú)法完成固定負(fù)載對(duì)象。 本章介紹了機(jī)械制造過(guò)程所使用的金屬切削機(jī)床的基本知識(shí)，包括機(jī)床的分類(lèi)和基本構(gòu)造，機(jī)床的基本傳動(dòng)方式，介紹了機(jī)械傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)的基本原理和普通車(chē)床的傳動(dòng)系統(tǒng)，最后簡(jiǎn)要介紹了單機(jī)自動(dòng)機(jī)床和數(shù)控機(jī)床的基本原理及相關(guān)概念。本章內(nèi)容實(shí)踐性、直觀性很強(qiáng)，同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)時(shí)可與機(jī)械設(shè)計(jì)的有關(guān)內(nèi)容相結(jié)合

25、進(jìn)行。學(xué)習(xí)相關(guān)部分的內(nèi)容時(shí)可參閱金屬工藝學(xué)（鄧文英主編，高等教育出版社），機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)（張福潤(rùn)等編，華中科技大學(xué)出版社）等相關(guān)資料。重點(diǎn)難點(diǎn) 重點(diǎn)：常用機(jī)床的類(lèi)型與型號(hào)；常用機(jī)床的結(jié)構(gòu)組成；常用機(jī)床傳動(dòng)件的簡(jiǎn)圖符號(hào)；機(jī)床的常用機(jī)械傳動(dòng)副及傳動(dòng)比；常用的機(jī)械變速與換向機(jī)構(gòu)；典型車(chē)床的傳動(dòng)系統(tǒng)，傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式與轉(zhuǎn)速與位移的計(jì)算等。 難點(diǎn)：機(jī)床的常用機(jī)械傳動(dòng)副及傳動(dòng)比；常用的機(jī)械變速與換向機(jī)構(gòu)；典型車(chē)床的傳動(dòng)系統(tǒng)，傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式與轉(zhuǎn)速與位移的計(jì)算等。習(xí)題 1. 常用的金屬切削機(jī)床類(lèi)型有哪些？ 2. 寫(xiě)出常用金屬切削機(jī)床的結(jié)構(gòu)組成。 3. 機(jī)床中常用的機(jī)械傳動(dòng)副有哪些？寫(xiě)出其傳動(dòng)比表達(dá)式。

26、 4.機(jī)床中常用的機(jī)械傳動(dòng)變速機(jī)構(gòu)有哪些？寫(xiě)出其傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式及傳動(dòng)比表達(dá)式。 5.寫(xiě)出數(shù)控機(jī)床的組成及其加工過(guò)程。 6.根據(jù)圖示的傳動(dòng)系統(tǒng)，試列出其傳動(dòng)鏈結(jié)構(gòu)式，并求：a)主軸有幾級(jí)轉(zhuǎn)速？b)主軸的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速各為多少？48 120240n=1440r/m in26 72 34414160222854502610465802065計(jì)算題參考答案 習(xí)題6： 傳動(dòng)鏈結(jié)構(gòu)式：（主軸）離合器開(kāi)（主軸）離合器合上）（電動(dòng)機(jī)r80201042665656550655060225428483441417226240120min/1440 主軸共有4312級(jí)轉(zhuǎn)速； 主軸的最高轉(zhuǎn)速： 主軸的最低轉(zhuǎn)速：min

27、/2006550414172262401201440maxrn主min/6 . 48020104266550602272262401201440minrn主 7. 圖示為普通車(chē)床縱向快速移動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)圖。（1）試問(wèn)床鞍不同移動(dòng)方向是如何實(shí)現(xiàn)的？(2）寫(xiě)出此傳動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)式；(3）計(jì)算床鞍的移動(dòng)速度； 802648304030K=448401326MZ=12齒條 m=2.51440計(jì)算題參考答案 習(xí)題7： 傳動(dòng)鏈結(jié)構(gòu)式：125 . 280264830304048403042613min/1440Zmr齒輪齒條離合器下合離合器上合）（電動(dòng)機(jī) 換向方式：換向方式：離合器M與中間齒輪Z=30 床鞍的移動(dòng)速

28、度（正向）：床鞍的移動(dòng)速度（正向）： 床鞍的移動(dòng)速度（反向）：床鞍的移動(dòng)速度（反向）：min/2 .2449125 . 28026484030426131440mmsmin/2 .2449125 . 280264830304030426131440mms（床鞍移動(dòng)的距離）。條上滾動(dòng)的距離轉(zhuǎn)一周時(shí)，小齒輪在齒小齒輪、軸上溜板箱中齒蝸輪的傳動(dòng)比；溜板箱中單頭蝸桿和）；、比（進(jìn)給箱中增倍機(jī)構(gòu)傳動(dòng)主軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)；式中：增倍增倍縱1321324040184217535525235701132753265333335401582955551zmXViidcbafrmmfidcba/35. 0132753265

29、333335401150756030525250756030縱增倍，則：，、若rmmfidcbaidcbaf/18. 04204633354015075603042046333540140401橫增倍增倍橫與上例相同，則：和、若縱向進(jìn)給量縱向進(jìn)給量 CA6140CA6140車(chē)床共有車(chē)床共有6464種縱向、橫向進(jìn)種縱向、橫向進(jìn)給給量，分別由量，分別由4 4種類(lèi)型的傳動(dòng)路線(xiàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。種類(lèi)型的傳動(dòng)路線(xiàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 即：即： 正常進(jìn)給量（正常進(jìn)給量（3232級(jí)）級(jí)） 較大進(jìn)給量（較大進(jìn)給量（8 8級(jí)）級(jí)） 加大進(jìn)給量（加大進(jìn)給量（1616級(jí)）級(jí)） 細(xì)進(jìn)給量（細(xì)進(jìn)給量（8 8級(jí)）級(jí)）mmPiidcbaiIXi

30、iidcbaP366342507560306342525250756030634262426362640401，則：，、若兩者之一。、為為兩變位齒輪、區(qū)上軸式中：變位增倍變位變位變位增倍什么是數(shù)控系統(tǒng)什么是數(shù)控系統(tǒng) 數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)字控制系統(tǒng)簡(jiǎn)稱(chēng)，英文名稱(chēng)為Numerical Control System，早期是由硬件電路構(gòu)成的稱(chēng)為硬件數(shù)控（Hard NC），1970年代以后，硬件電路元件逐步由專(zhuān)用的計(jì)算機(jī)代替稱(chēng)為計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)。 計(jì)算機(jī)數(shù)控（Computerized numerical control,簡(jiǎn)稱(chēng)CNC）系統(tǒng)是用計(jì)算機(jī)控制加工功能，實(shí)現(xiàn)數(shù)值控制的系統(tǒng)。CNC系統(tǒng)根據(jù)計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的

31、控制程序，執(zhí)行部分或全部數(shù)值控制功能，并配有接口電路和伺服驅(qū)動(dòng)裝置的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 CNC系統(tǒng)的核心是CNC裝置。由于使用了計(jì)算機(jī)，系統(tǒng)具有了軟件功能，又用PLC代替了傳統(tǒng)的機(jī)床電器邏輯控制裝置，使系統(tǒng)更小巧，其靈活性、通用性、可靠性更好，易于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)控功能，使用、維護(hù)也方便，并具有與上位機(jī)連接及進(jìn)行遠(yuǎn)程通信的功能。 數(shù)控系統(tǒng)的分類(lèi)數(shù)控系統(tǒng)的分類(lèi) 就系統(tǒng)硬件和軟件組成及其結(jié)構(gòu)形式而言，當(dāng)今世界的各種數(shù)控系統(tǒng)大致可分為以下4種類(lèi)型: (1)傳統(tǒng)專(zhuān)用型數(shù)控系統(tǒng) (2) PC嵌入NC結(jié)構(gòu)的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng) (3) NC嵌入PC結(jié)構(gòu)的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng) (4)全軟件型的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)的分類(lèi)數(shù)控

32、系統(tǒng)的分類(lèi) (1)傳統(tǒng)專(zhuān)用型數(shù)控系統(tǒng) 這類(lèi)數(shù)控系統(tǒng)的硬件由數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家自行開(kāi)發(fā)，具有很強(qiáng)的專(zhuān)用性，經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)時(shí)間的使用，質(zhì)量和性能穩(wěn)定可靠，目前還占領(lǐng)著制造業(yè)的大部分市場(chǎng)。但由于其采用一種完全封閉的體系結(jié)構(gòu)，往往存在以下缺點(diǎn): a.用戶(hù)的應(yīng)用、維修以及操作人員培訓(xùn)完全依賴(lài)于數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家，系 統(tǒng)維護(hù)費(fèi)用較高; b.系統(tǒng)功能的擴(kuò)充以及更新完全依賴(lài)于公司的技術(shù)水平，周期比較長(zhǎng); c.大量市售廉價(jià)通用軟硬件在專(zhuān)用數(shù)控系統(tǒng)上無(wú)法使用，功能比較單一。 因此，隨著開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)的不斷發(fā)展，這種傳統(tǒng)專(zhuān)用型數(shù)控系統(tǒng)的市場(chǎng)正在受到挑戰(zhàn)，市場(chǎng)份額已經(jīng)在逐漸減小。數(shù)控系統(tǒng)的分類(lèi)數(shù)控系統(tǒng)的分類(lèi) (2) P

33、C嵌入NC結(jié)構(gòu)的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng) 如FANUC16i/18i, Simens840D,NumIO60等數(shù)控系統(tǒng)。這類(lèi)數(shù)控系統(tǒng)與傳統(tǒng)專(zhuān)用型數(shù)控系統(tǒng)相比，結(jié)構(gòu)上具備一些開(kāi)放性，功能十分強(qiáng)大，但系統(tǒng)軟硬件結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，系統(tǒng)價(jià)格也十分昂貴，一般的中小型數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)廠家沒(méi)有經(jīng)濟(jì)能力去購(gòu)買(mǎi)。數(shù)控系統(tǒng)的分類(lèi)數(shù)控系統(tǒng)的分類(lèi) (3) NC嵌入PC結(jié)構(gòu)的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)的分類(lèi)數(shù)控系統(tǒng)的分類(lèi) (3) NC嵌入PC結(jié)構(gòu)的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng) 如圖1-1所示1這種數(shù)控系統(tǒng)的硬件部分由開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)控制卡與PC機(jī)構(gòu)成。運(yùn)動(dòng)控制卡通常選用高速DSP作為CPU，具有很強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)控制和PLC控制能力。如日本MAZAK公司用三

34、菱電機(jī)的MELDASMAGIC 64構(gòu)造的MAZATROL 640 CNC。這種數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)放性能比較好，并且對(duì)功能進(jìn)行改進(jìn)也比較方便，系統(tǒng)的控制功能主要由運(yùn)動(dòng)控制卡來(lái)實(shí)現(xiàn)，機(jī)床硬件發(fā)生改變時(shí)，只需要修改相應(yīng)部分的控制軟件，并且系統(tǒng)性?xún)r(jià)比也比較高，能夠滿(mǎn)足大多數(shù)的數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)廠家的需要。數(shù)控系統(tǒng)的分類(lèi)數(shù)控系統(tǒng)的分類(lèi) (4)全軟件型的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)的分類(lèi)數(shù)控系統(tǒng)的分類(lèi) (4)全軟件型的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng) 如圖1-2所示，這是一種最新型的開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)，所有的數(shù)控功能(包括插補(bǔ)、位置控制等)全部都是由計(jì)算機(jī)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。與前幾種數(shù)控系統(tǒng)相比，全軟件型開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)具有最高的性?xún)r(jià)比，因

35、而最有生命力。其典型產(chǎn)品有美國(guó)MDSI公司的Open CNC、德國(guó)Power Automation公司的PA8000NT，以及NUM公司的NUM1020系統(tǒng)等。 數(shù)控系統(tǒng)的組成數(shù)控系統(tǒng)的組成 計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)由程序、輸入/輸出設(shè)備、計(jì)算機(jī)數(shù)字控制裝置、可編程控制器（PLC）、主軸驅(qū)動(dòng)裝置和進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置等組成。如圖2.1所示數(shù)控系統(tǒng)的組成數(shù)控系統(tǒng)的組成 “伺服”一詞是跟隨的意思，即被控的電機(jī)忠實(shí)地執(zhí)行頻繁變化的位置或速度指令，精確地控制機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的位移或角度，這種自動(dòng)系統(tǒng)稱(chēng)伺服系統(tǒng)或隨動(dòng)系統(tǒng)。 以直流伺服電機(jī)為驅(qū)動(dòng)元件的伺服系統(tǒng)，稱(chēng)直流伺服系統(tǒng)。 以交流伺服電機(jī)為驅(qū)動(dòng)元件的伺服系統(tǒng)，稱(chēng)交流伺服系

36、統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)的組成 CNC系統(tǒng)由數(shù)控程序、輸入裝置、輸出裝置、計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置（CNC裝置）、可編程邏輯控制器（PLC）、主軸驅(qū)動(dòng)裝置和進(jìn)給（伺服）驅(qū)動(dòng)裝置（包括檢測(cè)裝置）等組成，如圖2-1所示。CNC系統(tǒng)的組成輸入裝置通信線(xiàn)路輸出裝置計(jì)算機(jī)數(shù)字控制裝置(CNC裝置)主軸控制單元可編程控制器 (PLC)速度控制單元主軸伺服 驅(qū) 動(dòng)機(jī) 床進(jìn)給伺服 驅(qū) 動(dòng)位置檢測(cè) 裝 置MDI信息載體編程器上位機(jī)CAD/CAM數(shù)控系統(tǒng)的一般工作過(guò)程數(shù)控系統(tǒng)的一般工作過(guò)程 1. 輸入 2. 譯碼 3. 刀具補(bǔ)償 4. 進(jìn)給速度處理 5. 插補(bǔ) 6. 位置控制 7. I/O處理 8. 顯示 數(shù)控系統(tǒng)的一般工作過(guò)程數(shù)控系

37、統(tǒng)的一般工作過(guò)程 1. 輸入 輸入CNC控制器的通常有零件加工程序、機(jī)床參數(shù)和刀具補(bǔ)償參數(shù)。機(jī)床參數(shù)一般在機(jī)床出廠時(shí)或在用戶(hù)安裝調(diào)試時(shí)已經(jīng)設(shè)定好，所以輸入CNC系統(tǒng)的主要是零件加工程序和刀具補(bǔ)償數(shù)據(jù)。輸入方式有紙帶輸入、鍵盤(pán)輸入、磁盤(pán)輸入，上級(jí)計(jì)算機(jī)DNC通訊輸入等。CNC輸入工作方式有存儲(chǔ)方式和NC方式。存儲(chǔ)方式是將整個(gè)零件程序一次全部輸入到CNC內(nèi)部存儲(chǔ)器中，加工時(shí)再?gòu)拇鎯?chǔ)器中把一個(gè)一個(gè)程序調(diào)出。該方式應(yīng)用較多。NC方式是CNC一邊輸入一邊加工的方式，即在前一程序段加工時(shí)，輸入后一個(gè)程序段的內(nèi)容。數(shù)控系統(tǒng)的一般工作過(guò)程數(shù)控系統(tǒng)的一般工作過(guò)程 2. 譯碼 譯碼是以零件程序的一個(gè)程序段為單位進(jìn)

38、行處理，把其中零件的輪廓信息（起點(diǎn)、終點(diǎn)、直線(xiàn)或圓弧等），F(xiàn)、S、T、M等信息按一定的語(yǔ)法規(guī)則解釋?zhuān)ň幾g）成計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的數(shù)據(jù)形式，并以一定的數(shù)據(jù)格式存放在指定的內(nèi)存專(zhuān)用區(qū)域。編譯過(guò)程中還要進(jìn)行語(yǔ)法檢查，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤立即報(bào)警。數(shù)控系統(tǒng)的一般工作過(guò)程數(shù)控系統(tǒng)的一般工作過(guò)程 3. 刀具補(bǔ)償 刀具補(bǔ)償包括刀具半徑補(bǔ)償和刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償。為了方便編程人員編制零件加工程序，編程時(shí)零件程序是以零件輪廓軌跡來(lái)編程的，與刀具尺寸無(wú)關(guān)。程序輸入和刀具參數(shù)輸入分別進(jìn)行。刀具補(bǔ)償?shù)淖饔檬前蚜慵喞壽E按系統(tǒng)存儲(chǔ)的刀具尺寸數(shù)據(jù)自動(dòng)轉(zhuǎn)換成刀具中心（刀位點(diǎn)）相對(duì)于工件的移動(dòng)軌跡。 刀具補(bǔ)償包括B機(jī)能和C機(jī)能刀具補(bǔ)償功能。在較高

39、檔次的CNC中一般應(yīng)用C機(jī)能刀具補(bǔ)償，C機(jī)能刀具補(bǔ)償能夠進(jìn)行程序段之間的自動(dòng)轉(zhuǎn)接和過(guò)切削判斷等功能。數(shù)控系統(tǒng)的一般工作過(guò)程數(shù)控系統(tǒng)的一般工作過(guò)程 4. 進(jìn)給速度處理 數(shù)控加工程序給定的刀具相對(duì)于工件的移動(dòng)速度是在各個(gè)坐標(biāo)合成運(yùn)動(dòng)方向上的速度，即F代碼的指令值。速度處理首先要進(jìn)行的工作是將各坐標(biāo)合成運(yùn)動(dòng)方向上的速度分解成各進(jìn)給運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)方向的分速度，為插補(bǔ)時(shí)計(jì)算各進(jìn)給坐標(biāo)的行程量做準(zhǔn)備；另外對(duì)于機(jī)床允許的最低和最高速度限制也在這里處理。有的數(shù)控機(jī)床的CNC軟件的自動(dòng)加速和減速也放在這里。數(shù)控系統(tǒng)的一般工作過(guò)程數(shù)控系統(tǒng)的一般工作過(guò)程 5. 插補(bǔ) 零件加工程序程序段中的指令行程信息是有限的。如對(duì)于加工

40、直線(xiàn)的程序段僅給定起、終點(diǎn)坐標(biāo)；對(duì)于加工圓弧的程序段除了給定其起、終點(diǎn)坐標(biāo)外，還給定其圓心坐標(biāo)或圓弧半徑。要進(jìn)行軌跡加工，CNC必須從一條已知起點(diǎn)和終點(diǎn)的曲線(xiàn)上自動(dòng)進(jìn)行“數(shù)據(jù)點(diǎn)密化”的工作，這就是插補(bǔ)。插補(bǔ)在每個(gè)規(guī)定的周期（插補(bǔ)周期）內(nèi)進(jìn)行一次，即在每個(gè)周期內(nèi)，按指令進(jìn)給速度計(jì)算出一個(gè)微小的直線(xiàn)數(shù)據(jù)段，通常經(jīng)過(guò)若干個(gè)插補(bǔ)周期后，插補(bǔ)完一個(gè)程序段的加工，也就完成了從程序段起點(diǎn)到終點(diǎn)的“數(shù)據(jù)密化”工作。數(shù)控系統(tǒng)的一般工作過(guò)程數(shù)控系統(tǒng)的一般工作過(guò)程插補(bǔ)輸出指令位置控制速度控制進(jìn)給電動(dòng)機(jī)測(cè)量反饋6. 位置控制 位置控制裝置位于伺服系統(tǒng)的位置環(huán)上，如圖4-2所示。它的主要工作是在每個(gè)采樣周期內(nèi)，將插補(bǔ)計(jì)

41、算出的理論位置與實(shí)際反饋位置進(jìn)行比較，用其差值控制進(jìn)給電動(dòng)機(jī)。位置控制可由軟件完成，也可由硬件完成。在位置控制中通常還要完成位置回路的增益調(diào)整、，各坐標(biāo)方向的螺距誤差補(bǔ)償和反向間隙補(bǔ)償?shù)?，以提高機(jī)床的定位精度。數(shù)控系統(tǒng)的一般工作過(guò)程數(shù)控系統(tǒng)的一般工作過(guò)程 7. I/O處理 CNC的I/O處理是CNC與機(jī)床之間的信息傳遞和變換的通道。其作用一方面是將機(jī)床運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的有關(guān)參數(shù)輸入到CNC中；另一方面是將CNC的輸出命令（如換刀、主軸變速換檔、加冷卻液等）變?yōu)閳?zhí)行機(jī)構(gòu)的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床的控制。數(shù)控系統(tǒng)的一般工作過(guò)程數(shù)控系統(tǒng)的一般工作過(guò)程 8. 顯示 CNC系統(tǒng)的顯示主要是為操作者提供方便，顯示裝

42、置有CRT顯示器或LCD數(shù)碼顯示器，一般位于機(jī)床的控制面板上。通常有零件程序的顯示、參數(shù)的顯示、刀具位置顯示、機(jī)床狀態(tài)顯示、報(bào)警信息顯示等。有的CNC裝置中還有刀具加工軌跡的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)模擬加工圖形顯示。 上述的CNC的工作流程如圖4-3所示。 圖4-3 CNC的工作流程圖圖4-3 CNC的的工作流程工作流程坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)與位置檢測(cè) F指令速度處理坐標(biāo)及刀補(bǔ) 處理主軸電動(dòng)機(jī)和電氣控制主軸控制與輔助操作處理伺服驅(qū)動(dòng)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)位置控制輸 出插補(bǔ)運(yùn)算S、M、T執(zhí)行完信號(hào)可編程控制器 PLCS、M、T指令處理插補(bǔ)預(yù)處理G指令處 理輸 入譯 碼零件程序數(shù)控系統(tǒng)功能數(shù)控系統(tǒng)功能 1. 控制功能 2. 準(zhǔn)備功能

43、3. 插補(bǔ)功能 4. 進(jìn)給功能 5. 主軸功能 6. 輔助功能 7. 刀具功能 8. 補(bǔ)償功能 9. 字符、圖形顯示功能 10. 自診斷功能 11. 通信功能 12. 人機(jī)交互圖形編程功能 數(shù)控系統(tǒng)功能數(shù)控系統(tǒng)功能 1. 控制功能 CNC系統(tǒng)能控制的軸數(shù)和能同時(shí)控制（聯(lián)動(dòng)）的軸數(shù)是其主要性能之一?？刂戚S有移動(dòng)軸和回轉(zhuǎn)軸，有基本軸和附加軸。通過(guò)軸的聯(lián)動(dòng)可以完成輪廓軌跡的加工。一般數(shù)控車(chē)床只需二軸控制，二軸聯(lián)動(dòng)；一般數(shù)控銑床需要三軸控制、三軸聯(lián)動(dòng)或軸聯(lián)動(dòng)；一般加工中心為多軸控制，三軸聯(lián)動(dòng)?？刂戚S數(shù)越多，特別是同時(shí)控制的軸數(shù)越多，要求CNC系統(tǒng)的功能就越強(qiáng)，同時(shí)CNC系統(tǒng)也就越復(fù)雜，編制程序也越困難

44、。數(shù)控系統(tǒng)功能數(shù)控系統(tǒng)功能 2. 準(zhǔn)備功能 準(zhǔn)備功能也稱(chēng)G指令代碼，它用來(lái)指定機(jī)床運(yùn)動(dòng)方式的功能，包括基本移動(dòng)、平面選擇、坐標(biāo)設(shè)定、刀具補(bǔ)償、固定循環(huán)等指令。對(duì)于點(diǎn)位式的加工機(jī)床，如鉆床、沖床等，需要點(diǎn)位移動(dòng)控制系統(tǒng)。對(duì)于輪廓控制的加工機(jī)床，如車(chē)床、銑床、加工中心等，需要控制系統(tǒng)有兩個(gè)或兩個(gè)以上的進(jìn)給坐標(biāo)具有聯(lián)動(dòng)功能。數(shù)控系統(tǒng)功能數(shù)控系統(tǒng)功能 3. 插補(bǔ)功能 CNC系統(tǒng)是通過(guò)軟件插補(bǔ)來(lái)實(shí)現(xiàn)刀具運(yùn)動(dòng)軌跡控制的。由于輪廓控制的實(shí)時(shí)性很強(qiáng)，軟件插補(bǔ)的計(jì)算速度難以滿(mǎn)足數(shù)控機(jī)床對(duì)進(jìn)給速度和分辨率的要求，同時(shí)由于CNC不斷擴(kuò)展其他方面的功能也要求減少插補(bǔ)計(jì)算所占用的CPU時(shí)間。因此 ，CNC的插補(bǔ)功能實(shí)際上被分為粗插補(bǔ)和精插補(bǔ)，插補(bǔ)軟件每次插補(bǔ)一個(gè)小線(xiàn)段的數(shù)據(jù)為粗插補(bǔ)，伺服系統(tǒng)根據(jù)粗插補(bǔ)的結(jié)果，將小線(xiàn)段分成單個(gè)脈沖的輸出稱(chēng)為精插補(bǔ)。有的數(shù)控機(jī)床采用硬件進(jìn)行精插補(bǔ)。數(shù)控系統(tǒng)功能數(shù)控系統(tǒng)功能 4. 進(jìn)給功能 根據(jù)加工工藝要求，CNC系統(tǒng)的進(jìn)給功能用F指令代碼直接指定數(shù)控機(jī)床加工的進(jìn)給速度。（1）切削進(jìn)給速度 以每分鐘進(jìn)給的毫米數(shù)指定刀具的進(jìn)給速度，如100mm/min。對(duì)于回轉(zhuǎn)軸，表示每分鐘進(jìn)給的角度。（2）同步進(jìn)給速度 以主軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給的毫米數(shù)規(guī)定的進(jìn)給速度，如0.02mm/r。只有主軸上裝有位置編碼器的數(shù)控機(jī)床才能指定同步進(jìn)給速度