机床数控技术(自制版).ppt

第一章 数控机床概述,数控机床简介 数控机床加工的特点 数控机床的分类 数控技术的学习方法,1-1数控机床简介,一、概念 数控机床：采用数字化信号对机床的运动及加工过程 进行控制的机床，称为数控机床。 计算机数控（CNC）：采用存储程序的专用计算机来 实现部分或全部基本数控功能，则称为计算机数控。 加工中心（MC）：具有刀库、自动换刀装置并能对工件进行多工序加工的数控机床。,二、数控机床的产生和发展,2、发展,1952年 美国Parsons公司和MIT,三坐标数控立铣床,1、产生 机械产品的自身要求 单件、多品种小批量零件约占80%以上,1955年 数控机床进入实用化阶段-复杂曲面加工 数控系统采用电子管元件-电子管时代 1959年 采用晶体管和印制板电路-第二代数控系统 1965年 出现小规模集成电路-第三代数控系统 1970年 出现小型计算机代替专用硬接线装置 -第四代数控系统（CNC系统） 1974年 以微处理为核心的数控系统 -第五代数控系统（MNC系统）,3、我国,1958年 起步 20世纪60年代末70年代初 研制出一些晶体管式数控系统 20世纪80年代初 1985年 进入实用阶段 19861990年 数控机床大发展时期 1991年 300多种,原中捷友谊厂生产中国第一台数控机床,三、数控机床的发展趋势,1、高可靠性 提高元器件和系统的可靠性 采用抗干扰技术，提高数控系统对环境的适应能力 使数控系统模块化、通用化和标准化 提高自诊断及保护功能 2、高柔性化 柔性：指机床适应加工对象变化的能力 3、高精度化 利用数控系统的补偿功能,采用高分辨率，高响应性的绝对位置传感技术 提高数控机床机械本体中基础大件的结构刚性和 热稳定性 4、高速度化,机械方面：提高切削速度和减少辅助时间 数控系统：CPU,录像,5、复合化,工序复合化,功能复合化,6、制造系统自动化,FMC：柔性制造单元 FMS：柔性制造系统,录像,1-2 数控机床的特点,一、数控机床的特点,1、加工精度高 脉冲当量 误差可由闭环系统加以控制 制造精度能保证 避免操作者的人为误差,2、对加工对象改型的适应性强 加工对象 利用特殊指令实现加工 改型 为单件、小批量生产提供便利,3、加工生产率高,主轴转速和进给量的范围大 节省机动时间 移动部件的快速移动和定位均采用加速与减速措施 快进、快退和定位时间少 更换被加工零件时几乎不需要重新调整机床 节省停机安装调整时间 加工精度比较稳定 检验时间短 工序的复合化 减少半成品周转时间,零件的加工时间=机动时间+辅助时间,4、减轻操作者的劳动强度,5、良好的经济效益,使用数控机床节省划线工时 不需要手工制造模型、凸轮、钻模板及其它工夹具 节省工艺装备费用 加工精度稳定 减少废品率 一机多用减少厂房面积减少建厂投资成本,6、有利于现代化管理,二、数控机床的不足,1、提高了起始阶段的投资 2、增加了电子设备的维护 3、对操作人员的技术水平要求较高,三、数控机床的应用范围,1、单件、多品种、小批量的生产零件 2、形状复杂，加工精度较高的零件 3、需进行多种工序集中加工的零件 4、价格昂贵、不允许报废的零件 5、需要频繁改型的零件 6、新产品的试制零件 7、需要最少生产周期的急需件,1-3数控机床的分类,一、按加工工艺方法分类 1、普通数控机床 与普通机床的区别：加工复杂形状的零件 2、数控加工中心 数控加工中心：带有刀库和自动换刀装置的数控机床。 与一般数控机床的区别： 减少机床台数，便于管理。 减少定位误差 工序集中，减少辅助时间，提高生产率 减少专用工夹具数量,3、多坐标数控机床,4、计算机群控（DNC）,特点：数控装置控制的轴数较多，机床结构也比 较复杂。,五轴数控铣床,二、按控制运动方式分类,特点：数控装置只能控制点与点的精确定位 两相关位置之间的移动是先快后慢 使用于钻床、冲床、坐标镗床,1、点位控制数控机床,录像,2、直线控制数控机床,特点：控制两相关点的位置，还要控制两相关点之间 的移动速度和路线 路线由与各个轴线平行的直线段组成 使用于简易数控车、数控镗铣床、数控加工中心,3、轮廓控制数控机床,特点：数控装置能够同时对两个或两个以上的坐标 轴进行连续控制 加工复杂形状零件 使用于数控车床、数控铣床、数控磨床,录像,三、按伺服系统的不同分类,1、开环数控机床,特点：没有位置检测反馈和校正控制装置 数控装置发出信号的流程是单向的 速度和加工精度低，其精度取决于伺服系统 的性能 成本低，适用于中、小型数控机床,2、闭环数控机床,特点：e=0，工作台停止 检测工作台直线位移（检测元件：感应同步器、光栅） 驱动元件：宽调速直流或交流伺服电机 加工精度高，但结构复杂，造价高，调试维修困难 适用于精度要求高的大型和精密机床,3、半闭环数控机床,特点：检测丝杠或电动机轴旋转角位移 角位移检测元件：旋转变压器、脉冲编码器、圆光栅等 精度低于闭环系统 系统调试较容易，稳定性也较好,四、按所用数控装置类型分类,1、硬件式数控机床（NC机床）,组成：晶体管和集成电路 特点：通用性、灵活性差，制造周期长、成本高,2、软件式数控机床（CNC机床）,组成：采用小型或微型计算机，加上通用或专用大规模 集成电路 特点：很高柔性,五、按加工方式分类,1、金属切削类数控机床,1）数控车床（NC Lathe）。 2）数控铣床（NC Milling Machine）。 3）加工中心（Machine Center）。 4）数控钻床（NC Drilling Machine）。 5）数控镗床（NC Boring Machine）。 6）数控齿轮加工机床（NC Gear Holling Machine）。 7）数控平面磨床（ NC Surface Grinding Machine）。,六、按功能方式分类,高、中、低档三类,经济型数控：在我国指由单板机、单片机和步进电动机 组成数控系统和其它功能简单、价格低的 数控系统,4、其它类型数控机床,2、金属成型类数控机床,1）数控电火花加工机床（NC Diesinking Electric Discharge Machine）。 2）