数控机床原理及应用 绪论.ppt

数控机床,第一章绪论,数控人才需求,“蓝领层”数控技术人才：承担数控机床的具体操作及日常简单维护工作的技术工人。“灰领层”数控技术人才：承担数控编程的工艺员和数控机床维护、维修人员。“金领层”数控技术人才：具备并精通数控操作、数控工艺编程和数控机床维护、维修所需要的综合知识，积累了大量实际经验，知识面广。,数控人才知识结构,“蓝领型”：以传统的机械制造技术为基础，学习，掌握“数控机床原理及应用基础”和“数控加工编程技术”，掌握“CAD/CAM”软件。“灰领型”：编程工艺员，应具有良好的数学基础，熟悉产品的三维设计，产品的加工工艺；维修人员，以机、电、光和液（气）控制技术为基础，掌握数控机床维护与维修的技术和技能。“金领型”：有较扎实的专业基础，较全面地掌握数控设备的相关原理与技术，具备数控设备研制与开发能力，掌握网络技术，有较高的外语水平。,未来数控人才需求,课程介绍,普通机床概论部分：典型机床：C6140车床、M1432A磨床、铣床其它机床：钻床、镗床等目的：了解通用机床的主要类型、性能及工艺范围熟悉典型机床的工作原理、传动、运动及结构能够合理选择和使用机床及常用机床辅具。掌握认识机床和分析机床的方法和步骤,课程介绍,数控机床部分：通过数控机床的结构和工作原理的介绍，使同学们1、熟悉数控机床机械的结构和工作原理，掌握数控机床对一些机械部件的要求。2、使学生了解数控系统、伺服驱动系统的基本组成及原理，为今后更好地使用机床和维护数控机床奠定基础。3、初步掌握数控机床选型、安装、调试、验收的的知识、验收机床精度的方法。,第一章绪论,第一节数控机床的基本组成及工作原理,一、数控机床的产生原因社会生产发展（军备竞赛的产物）目的解决单件、中小批量精密复杂零件的加工问题,自动机床,组合机床,二、概念：,数字控制：是指用数字信息控制机械运动。数控机床：是一种装有程序控制系统（数控系统）的高效自动化机床。它综合了综合了计算机、自动控制、精密测量、机床的机构设计与制造等方面的最新成果。数控系统：数控设备的数据处理和控制电路以及伺服机构等统称数控控制系统。它由程序输入输出设备、计算机数字控制装置、可编程控制器、主轴进给及驱动装置等组成。,三、计算机数控的发展,从1952年至今，数控机床按数控系统的发展经历了五代。第一代：1955年数控系统以电子管组成，体积大，功耗大。第二代：1959年数控系统以晶体管组成，广泛采用印刷电路板。出现带自动换刀装置的数控机床，称为加工中心。第三代：1965年数控系统采用小规模集成电路，其特点是体积小，功耗低，可靠性有了提高。,1970年采用小型计算机控制的计算机数控系统（简称CNC），使数控装置进入了以小型计算机化为特征的第四代。其部分功能由软件实现。1974年，研制成功使用微处理器和半导体存贮器的微型计算机数控装置（简称MNC），这是第五代数控系统。使实现真正意义上机电一体化成为可能。,三、计算机数控的发展（续）,四、基本结构及工作原理,控制介质,输入装置,数控装置,伺服驱动装置,位置检测,数控机床的基本结构,辅助控制装置,1、控制介质控制介质是记录零件加工程序的媒介,2、输入装置,将所输入的程序载体上的数控程序变成相应的电脉冲信号，传送并存入数控装置内。,3、数控装置,数控装置是接受输入装置送来的脉冲信号，经过编译、运算和逻辑处理后，输出指令控制机床的各个部分，按程序动作的装置。,4、伺服驱动装置,伺服驱动装置的作用是把来自CNC装置的各种指令（脉冲信号），经过功率放大后，驱动电动机运转，通过机械传动装置拖动工作台或刀架运动。伺服驱动装置包括驱动部分和执行机构两大部分。在数控机床的伺服驱动机构中，常用的驱动元件有功率步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机，后二者都带有感应同步器、编码器等位置检测元件。,作用：检测机床的运动方向、速率、距离等参数，并将物理量转变成电信号显示出来或送给机床数控装置，使数控装置能够校核机床的工作情况及实际位置是否与指令一致，并由机床数控装置发出指令，纠正产生的误差。6、辅助控制装置,5、反馈检测系统,组成：由主运动部件、进给运动部件（工作台、拖板以及相应的传动机构）、支承件（立柱、床身等）以及特殊装置（刀具自动交换系统工件自动交换系统）和辅助装置（如排屑装置等）。,7、机床,第二节、数控机床的分类,1、按加工工艺分类普通数控机床：如：数控车床、数控铣床、数控磨床、数控钻床等等加工中心：带刀库和自动换刀装置如：车削中心、加工中心金属成型类数控机床如：数控折弯机、数控弯管机、数控回转头压力机。数控特种加工机床如：数控线切割机床、数控电火花加工机床、数控激光切割机床。其它：三坐标测量机、机械手（工业机器人）、自动绘图机等,2、按机床运动轨迹分类,点位控制数控机床为点到点精确定位运动，运动过程中不进行任何加工。这类机床有数控钻床、数控坐标镗床、数控冲剪床、数控测量机等。,直线控制数控机床,除点到点的准确位置之外，还要保证两点之间移动的轨迹是直线，而且对移动的速度也要进行控制，以便适应随工艺因素变化的不同需要。简易数控车床、数控镗铣床，一般有23个可控坐标轴，但同时控制的坐标轴只有一个。,轮廓控制的数控机床,能够对两个或两个以上运动坐标的位移及速度进行连续相关的控制，因而可进行曲线或曲面的加工。,3、按驱动装置的类型分类,开环控制数控机床,特点：结构简单，步进驱动、步进电机，无位置速度反馈,半闭环控制数控机床,特点：精度较高，采用交流或直流伺服驱动及伺服电机，有角位移、角速度检测装置，结构紧凑,闭环控制数控机床,特点：精度高，采用交流或直流伺服驱动及伺服电机，有直线位移、速度检测装置，价格贵，调试困难,混合控制数控机床,开环补偿型半闭环补偿型,第三节数控机床的特点及应用范围,数控机床特点1.复杂零件加工2.高精度3.加工稳定可靠4.高柔性5.高