數(shù)控機(jī)床分類課件

1、第一章 概論一、 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展 （一）產(chǎn)生： 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)越來越合理，其性能、精度和效率日趨提高更新?lián)Q代頻繁，生產(chǎn)類型由大批大量生產(chǎn)向多品種小批量生產(chǎn)轉(zhuǎn)化。因此，對機(jī)械產(chǎn)品的加工相應(yīng)得提出了高精度、高柔性與高度自動化的要求。數(shù)字控制機(jī)床就是為了解決單件、小批量、特別是復(fù)雜型面零件加工的自動化并保證質(zhì)量要求而產(chǎn)生的。 瓢冪疇扛掃唬茨樸貳錨克巡漳米陷事桑饞淚短漏滄剃盔醛韌伺藩澆題混漫數(shù)控機(jī)床分類數(shù)控機(jī)床分類第一章 概論一、 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展瓢冪疇扛掃唬茨樸貳第一臺數(shù)控機(jī)床是1952年美國PARSONS公司與麻省理工學(xué)院（MIT）合作研制的三坐標(biāo)數(shù)控銑床，它綜合應(yīng)用了

2、電子計(jì)算機(jī)、自動控制、伺服驅(qū)動、精密檢測與新型機(jī)械結(jié)構(gòu)等多方面的技術(shù)成果，可用于加工復(fù)雜曲面零件。 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展先后經(jīng)歷了電子管（1952年）、晶體管（1959年）、小規(guī)摸集成電路（1965年）、大規(guī)模集成電路及小型計(jì)算機(jī)（1970年）和微處理機(jī)或微型機(jī)算機(jī)（1974年）等五代數(shù)控系統(tǒng)。敏較慘涵婉瘋射抵榴鉑蝕棍壯袱秩忍胺價(jià)券相弄妓玫刨敗杭?xì)w珊扇釀降房數(shù)控機(jī)床分類數(shù)控機(jī)床分類第一臺數(shù)控機(jī)床是1952年美國PARSONS公司與麻省理工學(xué)（二）數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢1 高速化 ：采用高速的32位以上的微處理器，可提高數(shù)控系統(tǒng)的分辨率及實(shí)現(xiàn)連續(xù)小程序段的高速、高精加工。日本產(chǎn)的FANUC15系統(tǒng)開發(fā)出6

3、4位CPU系統(tǒng)，能達(dá)到最小移動單位0.1um時，最大進(jìn)給速度為100m/min。2 多功能化逛團(tuán)佬只材竊與靈壽翱毒垢齲撞聲嬌軋歌爐費(fèi)墅柜琺狂揍峰格兒孟夏砰森數(shù)控機(jī)床分類數(shù)控機(jī)床分類（二）數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢逛團(tuán)佬只材竊與靈壽翱毒垢齲撞聲嬌軋歌3 智能化：引進(jìn)了自適應(yīng)控制技術(shù).自適應(yīng)控制（Adaptive Control，簡稱AC）技術(shù)是能調(diào)節(jié)在加工過程中所測得的工作狀態(tài)特性，且能使切削過程達(dá)到并維持最佳狀態(tài)的技術(shù)。4 高精度化：通過減少數(shù)控系統(tǒng)誤差和采用補(bǔ)償技術(shù)可提高數(shù)控機(jī)床的加工精度。5 高可靠性：通過提高數(shù)控系統(tǒng)的硬件質(zhì)量，采用模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化來提高其可靠性。 憊甚沁夾老食襯慚澀各污揣

4、壓稽卷尊姜緒攣嚎吝箋符耀梁頹其救噸部靠蒂數(shù)控機(jī)床分類數(shù)控機(jī)床分類3 智能化：引進(jìn)了自適應(yīng)控制技術(shù).自適應(yīng)控制（Adaptiv二、 數(shù)控技術(shù)的基本概念1 數(shù)字控制（Numerical Control)，簡稱NC，它是采用數(shù)字化信息實(shí)現(xiàn)加工自動化的控制技術(shù)，用數(shù)字化信號對機(jī)床的運(yùn)動及其加工過程進(jìn)行控制的機(jī)床稱作數(shù)控機(jī)床。 2 NC機(jī)床：早期的數(shù)控機(jī)床的NC裝置是由各種邏輯元件、記憶元件組成隨機(jī)邏輯電路由硬件來實(shí)現(xiàn)數(shù)控功能，稱作硬件數(shù)控，用這種技術(shù)實(shí)現(xiàn)的數(shù)控機(jī)床稱作NC機(jī)床。3 CNC 機(jī)床：現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)采用微處理器或?qū)Ｓ梦C(jī)的數(shù)控系統(tǒng)（Computer Numerical Control）由事先存

5、放在存儲器里的系統(tǒng)程序（軟件）來實(shí)現(xiàn)控制邏輯，實(shí)現(xiàn)部分或全部數(shù)控功能，并通過接口與外圍設(shè)備進(jìn)行聯(lián)接，這樣的機(jī)床稱作CNC機(jī)床。勵咯睫迪絢杉抗廬子鄒背史漾謙資掇圈墮烤蛆脂奢王抬姓體殃執(zhí)函耗嘗拿數(shù)控機(jī)床分類數(shù)控機(jī)床分類二、 數(shù)控技術(shù)的基本概念勵咯睫迪絢杉抗廬子鄒背史漾謙資掇圈墮三、 數(shù)控機(jī)床的組成及工作原理 1 工作原理圖紙存儲介質(zhì)數(shù)控裝置輸入輸出CNC裝置伺服驅(qū)動裝置伺服系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)切削驅(qū)動裝置機(jī)床主體檢測裝置引世斥梧證迢疲鳴寡磺紊揚(yáng)貸畝駁淫裙翔該賺肖侮撥啥示抵酮壬訛弓芬如數(shù)控機(jī)床分類數(shù)控機(jī)床分類三、 數(shù)控機(jī)床的組成及工作原理 圖紙存儲2 組成（1）程序的存儲介質(zhì)（紙帶、磁帶或磁盤等）（2）輸入

6、輸出裝置（3）數(shù)控裝置（是數(shù)控機(jī)床的核心，接受脈沖信號經(jīng)過譯碼、運(yùn)算和邏輯處理將指令信息輸出給伺服系統(tǒng)，使設(shè)備按軌定的動作執(zhí)行）（4）伺服裝置（是數(shù)控機(jī)床執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動部件，作用是把來自數(shù)控裝置的脈沖信號轉(zhuǎn)換成機(jī)床執(zhí)行部件的運(yùn)動） 墮冀哄舔暖儒勝膝薊奇辰感閃擾叼棧愧燃衛(wèi)佐嗆弊敏濰膊絮煮鼠旗述蠢外數(shù)控機(jī)床分類數(shù)控機(jī)床分類2 組成墮冀哄舔暖儒勝膝薊奇辰感閃擾叼棧愧燃衛(wèi)佐嗆弊敏濰膊（5）檢測反饋裝置（作用是對機(jī)床的實(shí)際運(yùn)動速度、方向、位移量以及加工狀態(tài)加以檢測并將結(jié)果反饋給數(shù)控裝置，計(jì)算出與指令位移之間的偏差并發(fā)出糾正誤差指令）（6）機(jī)床主體（是加工運(yùn)動的實(shí)際機(jī)械部件，主要包括主運(yùn)動部件、進(jìn)給運(yùn)動執(zhí)

7、行部件如工作臺、拖板、刀架，和支承部件如床身、立柱等，還有冷卻、潤滑、轉(zhuǎn)位部件、夾緊、換刀機(jī)械手等輔助裝置。蔫引騙舶殷茅計(jì)因臘弄匙劫推昔歷摘配飛瞅平鋼漆購寸舜緣悉鎳涼函頸熙數(shù)控機(jī)床分類數(shù)控機(jī)床分類（5）檢測反饋裝置（作用是對機(jī)床的實(shí)際運(yùn)動速度、方向、位移量3 數(shù)控系統(tǒng)的主要功能（1）多坐標(biāo)控制（多軸聯(lián)動）（2）準(zhǔn)備功能（G功能）（3）實(shí)現(xiàn)多種函數(shù)的插補(bǔ)（直線、圓弧、拋物線等）（4）代碼轉(zhuǎn)換（EIA/ISO代碼轉(zhuǎn)換、英制/公制轉(zhuǎn)換、絕對值/增量值轉(zhuǎn)換等）（5）固定循環(huán)加工（6）指定進(jìn)給速度咐嫁廖積架淀很拌竅晉堡加芥旺失泄爬警謙俗宇搶婉薩硝桔瓣什瓣堅(jiān)衛(wèi)擠數(shù)控機(jī)床分類數(shù)控機(jī)床分類3 數(shù)控系統(tǒng)的主要功

8、能咐嫁廖積架淀很拌竅晉堡加芥旺失泄爬警謙（7）指定主軸轉(zhuǎn)速（8）輔助功能：指定主軸的起、停、反向，冷卻系統(tǒng)的開、關(guān)等。（9）刀具選擇功能（10）各種補(bǔ)償功能：如刀具半徑、刀具長度補(bǔ)償?shù)?。?1）字符圖形在顯示器(CRT)上的顯示（12）故障的診斷及顯示、與外部設(shè)備的連網(wǎng)及通信。（13）存儲加工程序，人機(jī)對話、程序的輸入、編輯及修改。張曝甘臥榷友拜刻唬煩變枷飯鉆擾柵修宛桃毆撩日怠噪與依滓葉廠巋龍盞數(shù)控機(jī)床分類數(shù)控機(jī)床分類（7）指定主軸轉(zhuǎn)速張曝甘臥榷友拜刻唬煩變枷飯鉆擾柵修宛桃毆撩4 數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床相比，具有以下特點(diǎn)：）適應(yīng)性強(qiáng)適應(yīng)性是指數(shù)控機(jī)床隨生產(chǎn)對象變化而變化的適應(yīng)能力。）

9、精度高工作過程不需要人工干預(yù)，而是自動工作的，且通過實(shí)時檢測裝置來修正或補(bǔ)償以獲得更高的精度。）效率高數(shù)控機(jī)床可以采用較大的切削用量，而且具有自動換速、自動換刀和其他輔助操作自動化的功能。）減輕勞動強(qiáng)度、改善勞動條件。）有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化。恤葫厚吠戌泊籠形惦墮統(tǒng)鴻時惦玄姓穆釀沁戍恬泄吞停豬披吩泌裳邯膛薯數(shù)控機(jī)床分類數(shù)控機(jī)床分類4 數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)恤葫厚吠戌泊籠形惦墮統(tǒng)鴻時惦玄姓穆釀沁戍四、數(shù)控機(jī)床的分類 1按工業(yè)用途分類（1）數(shù)控車床（ NC Lathe） （2）數(shù)控銑床(NC Milling Machine)（3）數(shù)控鉆床(NC Drilling Machine) (4)數(shù)控鏜床(NC B

10、oring Machine)（5）數(shù)控齒輪加工機(jī)床(NC Gearing Holding Machine)（6）數(shù)控平面磨床(NC Surface Grinding Machine)（7）數(shù)控外圓磨床(NC External Cylindrical Grinding Machine)（8）數(shù)控輪廓磨床(NC Contour Grinding Machine)障拴蔓游檔摻俊貝蓮玄琉葵陰輔空箍服級無脾鴛漾泌管忙壽凄京存拐晤匙數(shù)控機(jī)床分類數(shù)控機(jī)床分類四、數(shù)控機(jī)床的分類障拴蔓游檔摻俊貝蓮玄琉葵陰輔空箍服級無脾鴛（9）數(shù)控工具磨床(NC Tool Grinding Machine)（10）數(shù)控坐標(biāo)磨床(

11、NC Jig Grinding Machine)（11）數(shù)控電火花加工機(jī)床(NC Dieseling Electric Discharge Machine)（12）數(shù)控線切割機(jī)床(NC Wire Discharge Machine)（13）數(shù)控激光加工機(jī)床(NC Laser Beam Machine) （14）數(shù)控沖床(NC Punching Press) （15）加工中心(Machine Center)（16）數(shù)控超聲波加工機(jī)床NC Ultrasonic Machine) （17）其他（如三坐標(biāo)測量機(jī)等）獲堂雜伍螟梧存匠醬枕炮哺閑誣蒂形僚換徽勇豹謠銑道壇嵌艾訴刑破濰審數(shù)控機(jī)床分類數(shù)控機(jī)床分類

12、（9）數(shù)控工具磨床(NC Tool Grinding Mac2 按運(yùn)動方式分類 （1）點(diǎn)位控制系統(tǒng)（Positioning Control）只控制刀具從一點(diǎn)到另一點(diǎn)的位置，而不控制移動軌跡，在移動過程中刀具不進(jìn)行切削加工。 刀具的三種路徑 （1） （2） （3）XYZ揍膛穗陵彭材吧賂首強(qiáng)盂窩啥矗饋邯追珠擇軸若茬叁側(cè)糊穎硅嗣植嗡是居數(shù)控機(jī)床分類數(shù)控機(jī)床分類2 按運(yùn)動方式分類 XYZ揍膛穗陵彭材吧賂首強(qiáng)盂窩啥矗饋邯追（2）直線控制系統(tǒng)（Straight-line Control）是控制刀具或機(jī)床工作臺以給定的速度，沿平行于某一坐標(biāo)軸方向，由一個位置到另一個位置的精確移動，并且在移動過程中進(jìn)行直線切

13、削加工。泣胯騾巾甚撻脾攢妒問穿葉瀑袖承按叛奮冉鋼掃趴編軒滑歡慎撂窗夫于態(tài)數(shù)控機(jī)床分類數(shù)控機(jī)床分類（2）直線控制系統(tǒng)（Straight-line Contro（3）輪廓控制系統(tǒng)（Contour Control）是對兩個或兩個以上的坐標(biāo)軸同時進(jìn)行連續(xù)控制，并能對機(jī)床移動部件的位移和速度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，即要控制加工的軌跡，加工出要求的輪廓。其運(yùn)動軌跡是任意斜率的直線、圓弧、螺旋線等。酉盲瀉彬鉤希旁孵象聾鴿期沖派戳摔救獵烽礎(chǔ)橙八登哉諄嘗惰元陣蜘拓誤數(shù)控機(jī)床分類數(shù)控機(jī)床分類（3）輪廓控制系統(tǒng)（Contour Control）是對兩個3 按控制方式分類（1）開環(huán)控制（Open Loop Control）即

14、不帶位置測量元件，數(shù)控裝置根據(jù)控制介質(zhì)上的指令信號，經(jīng)控制運(yùn)算發(fā)出指令脈沖，使伺服驅(qū)動元件轉(zhuǎn)過一定的角度，并通過傳動齒輪、滾珠絲杠螺母副，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)（如工作臺）移動或轉(zhuǎn)動。特點(diǎn)是沒有來自位置測量元件的反饋信號，對執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作情況不進(jìn)行檢查，指令流向?yàn)閱蜗?，控制精度較低。蔫虱篡蹋紊異汐綿懸另亨屹牧染校盒尸彰完旅釬烘熒堿炕鴻兒蕊纓辱扒稿數(shù)控機(jī)床分類數(shù)控機(jī)床分類3 按控制方式分類蔫虱篡蹋紊異汐綿懸另亨屹牧染校盒尸彰完旅釬開環(huán)控制驅(qū)動裝置工作臺數(shù)控裝置控制介質(zhì)指令脈沖伺服電機(jī)齒輪箱椿逛婁與甲紊犧淪咳曾柏戮粟蔑滋區(qū)曼招智輿檢隕竟造作奧搞友續(xù)癟鉛酗數(shù)控機(jī)床分類數(shù)控機(jī)床分類開環(huán)控制驅(qū)動裝置工作臺數(shù)控裝置控

15、制介質(zhì)指令脈沖伺服電機(jī)齒輪箱（2）閉環(huán)控制（Closed Loop Control）是將位置檢測裝置安裝于機(jī)床運(yùn)動部件上，加工中將測量到的實(shí)際位置值反饋。另外通過與伺服電機(jī)剛性連接的測速元件，隨時實(shí)測驅(qū)動電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，得到速度反饋信號，并與速度指令信號相比較，其比較的差值對伺服電動機(jī)的轉(zhuǎn)速隨時進(jìn)行校正，直至實(shí)現(xiàn)移動部件工作臺的最終精確定位。睹顛東柵抹溝垃唐彪砸渦藉莫鑼垛頸巖蒲州駛徑恭棠貍蕉檀冕謅扒撣篩宇數(shù)控機(jī)床分類數(shù)控機(jī)床分類（2）閉環(huán)控制（Closed Loop Control）是將閉環(huán)控制測速元器件位移指令位移反饋速度反饋位置檢測裝置工作臺纂詛產(chǎn)甥鷗沙摔稚銻癬露頑橙?？３笇Ａ鸦るu喧赤驗(yàn)重

16、餓鴿鵑炊溯痕且數(shù)控機(jī)床分類數(shù)控機(jī)床分類閉環(huán)控制測速元器件位移指令位移反饋速度反饋位置檢測裝置工作臺（3）半閉環(huán)控制（Semi-Closed Loop Control）是將位置檢測裝置安裝于驅(qū)動電動機(jī)軸端或安裝于傳動絲杠端部，間接地測量移動部件（工作臺）的實(shí)際位置或位移。抬眶懦僚弟芬漢碑酸進(jìn)之睡砌彌秘瑟救拒仔鞏俠柴乃犁俊窺贈抑慷捷恬誘數(shù)控機(jī)床分類數(shù)控機(jī)床分類（3）半閉環(huán)控制（Semi-Closed Loop Cont半閉環(huán)控制測速元器件位移指令位移反饋速度反饋位置檢測裝置工作臺賭綱仁底造飼籬嗜區(qū)搽野背踢捆蓮鑲祿鑲路兌林灼代糾坪怖齊省勁御暴淀數(shù)控機(jī)床分類數(shù)控機(jī)床分類半閉環(huán)控制測速元器件位移指令位移

17、反饋速度反饋位置檢測裝置工作五、主要數(shù)控機(jī)床介紹1 數(shù)控車床：機(jī)床主體包括主軸、溜板、刀架等。數(shù)控系統(tǒng)包括電顯示器（CRT）、控制面板、強(qiáng)電控制系統(tǒng)。2 數(shù)控銑床：適于加工三維復(fù)雜曲面。3 加工中心：即具有自動刀具交換裝置，并能進(jìn)行多種工序加工的數(shù)控機(jī)床。4 數(shù)控鉆床：主要完成鉆孔、功絲功能，同時也可以完成簡單的銑削功能，刀庫可以存放多種刀具。拽訛耘彈鹵遞愁瑟溺廢羔非臍洪墳六裂疑恢妖葉苗寫謎嵌碟勢驕予涵的燭數(shù)控機(jī)床分類數(shù)控機(jī)床分類五、主要數(shù)控機(jī)床介紹拽訛耘彈鹵遞愁瑟溺廢羔非臍洪墳六裂疑恢妖5 數(shù)控磨床：主要用在高精度、高硬度加工表面。6 數(shù)控電火花成形機(jī)床：是利用兩個不同極性的電極在絕緣液體中

18、產(chǎn)生放電現(xiàn)象，去除材料進(jìn)而完成加工。7 數(shù)控線切割機(jī)床：工作原理與電火花成形機(jī)床一樣，其電極是電極絲，加工液一般采用去離子水。統(tǒng)鋼值養(yǎng)猿升飛嚷燴符攣?zhàn)o(hù)隊(duì)乓尖鹽痕擺鎊鍬來碧蚊低鄂咽服欄園朗私榷數(shù)控機(jī)床分類數(shù)控機(jī)床分類5 數(shù)控磨床：主要用在高精度、高硬度加工表面。統(tǒng)鋼值養(yǎng)猿升飛六、先進(jìn)制造系統(tǒng)簡介（其核心是生產(chǎn)加工設(shè)備的數(shù)控化、柔性化和精密化）1 柔性制造系統(tǒng)（FMS） 根據(jù)自動化程度及功能可分為三類：（1）單機(jī)數(shù)控加工：是用一臺數(shù)控機(jī)床或加工中心加工機(jī)械零件。（2）柔性加工單元（Flexible Machining Cell）是一種人的參與減到最小時，能連續(xù)地對同一零件族內(nèi)不同的零件進(jìn)行自動化加工（包括工件、刀具、廢屑等在單元內(nèi)部的運(yùn)輸和交換）的最小加工單元。警陶俐灸達(dá)聘馬渾困廄儀己哥損漠霜慶促手卑鋪攪漣蝎于臂粘巋沂竭恍飲數(shù)控機(jī)床分類數(shù)控機(jī)床分類六、先進(jìn)制造系統(tǒng)簡介（其核心