大工14春《数控技术》辅导资料一.doc

大连理工大学网络教育学院数控技术辅导资料一主 题：第1章 绪论 学习时间：2014年3月31日4月6日内 容：这周我们将学习本门课程课件第1章，这部分主要介绍数控机床的组成、加工运动、优缺点、分类、发展，让大家学习数控系统的一些基本知识，下面整理出整体框架供同学们学习。一、本周学习目标1.了解数控系统的加工运动、优缺点、发展概况；2.掌握数控系统的组成与分类。二、本周学习内容1. 数控机床的组成；2. 数控机床的加工运动；3. 数控机床的优缺点4. 数控机床的分类；5. 数控机床的发展。三、具体主要内容（一）数控机床的组成 数控系统由机械部分、数字控制系统、液压和气压传动系统、冷却润滑及排屑装置等组成。1.机械部分机械部分包括机床的支撑件、工作台、滑坐、导轨、主轴部分、刀库、装刀机构和传动机构等。2.数字控制系统数字控制系统包括数字计算机、伺服系统、检查系统、PC控制部分等。3.液压和气压传动系统4.冷却润滑及排屑装置等（二）数控机床的加工运动机械加工是由切削的主运动和进给运动共同完成的。1. 主运动主运动主切削运动的运动。如车床主轴的转动；钻头和铣刀的转动。2. 进给运动坐标的运动通常是进给运动；进给运动的联动可形成各种不同的加工表面。在三坐标的数控机床中，各坐标的运动方向通常是相互垂直的，在三维空间坐标系中，空间任何一点都可以用X、Y、Z的坐标值来表示。曲线加工时刀具的运动轨迹与理论上的曲线（包括直线）不吻合，而是一个逼近折线。由于各种插补的计算公式不同，使逼近的折线也不同。（三）数控机床的优缺点 1.优点（1）具有较高的加工精度，加工质量稳定（2）具较高的生产率（3）功能多（4）对不同零件的适应性强（5）能够完成普通机床不能完成的复杂表面加工（6）数控机床可大大减轻工人的劳动强度，并有较高的经济效益2.缺点（1）价格昂贵，一次投资较大（2）维修和操作较复杂（四）数控机床的分类1.按工艺用途分类按工艺特点可分为普通数控机床和加工中心。普通数控机床有数控车床、数控镗铣床、数控磨床、数控齿轮加工机床、数控压力加工机床、数控电加工机床等等。加工中心是带有刀库和自动换刀机械手的数控机床，在一台机床上可实现不同工艺加工，通常可完成钻、扩、铰、攻螺纹、镗、铣等多工序加工，为扩大加工范围和减少辅助时间，有些加工中心还能自动更换工作台、刀库和主轴。2.按加工路线分类按加工路线可分为：（1） 点位控制数控机床该种机床只要求机床的移动部件从一点到另一点的定位精度，对其移动的路线不作要求。主要用在孔加工机床，如钻床、镗床、冲床等，因为这些机床只要求获得孔隙坐标位置的精度，不要求从一孔到另一孔的运动轨迹精度。（2） 轮廓加工数控机床该种机床的数控系统能够同时控制多个坐标轴联合动作，对不同形状的工件轮廓表面进行加工。如数控车床能车削各种回转体表面，数控铣床铣削轮廓表面。这类机床不但能加工各种回转曲面、三维曲面、有的还能加工螺旋桨表面，并且可达到很高的加工精度。3.按有无检测装置分类按有无检测装置分为：开环、全闭环和半闭环控制系统的数控机床。（1）开环控制系统的数控机床，没有位置检测装置。（2）全闭环控制系统的数控机床装有位置检测装置，且位置检测装置装在床身和移动部件上，可以把坐标移动的准确位置检测出来并反馈给计算机，因此装有全闭环系统的数控机床的加工精度很高。（3）半闭环控制系统的数控机床也有位置检测元件，与全闭环控制的数控机床的不同之处是检测元件装在伺服电动机的尾部，用测量电动机转角的方式检测坐标位置。由于电动机到工作台之间的传动部件有间隙、弹性变形和热变形等因素，因而检测的数据与实际的坐标值有误差。但由于半闭环系统价格较便宜，结构较简单，按照调试方便，检测元件不容易受到损害等优点。4.按可联动的坐标数分类按可联动的坐标数有两坐标联动、三坐标、四坐标、五坐标的数控机床等等。机床所具有的坐标轴数，不等于坐标联动数。具有的伺服电动机数也不等于坐标联动数。所谓坐标联动数是指同一个插补程序控制的移动坐标数。这些坐标的移动规律是由所加工的轮廓表面来规定的。（五）数控机床的发展第一代数控系统采用电子管控制的（1952年）第二代数控系统采用晶体管控制的（上世纪50-60年代）第三代数控系统采用小规模集成电路控制的（上世纪60年代中期）第四代数控系统采用小型计算机数控系统，叫CNC阶段（20世纪70年代）第五代数控系统采用微处理器的数控系统（1974年开始）第六代数控系统采用个人计算机的控制系统（PC机）（20世纪90年代）数控机床的发展体现在以下三个方面：高生产率、高精度和网络化。（1）高生产率高生产率体现在高速加工和机床的复合化两个方面。 高速加工通过提高主轴转速和进给速度来实现高速加工。提高主轴转速体现在：采用小球轴承、陶瓷球轴承、磁悬浮和流体动静压轴承等。提高进给速度体现在：采用高速精密滚珠丝杠、直线电机和快速数据处理等几个方面。 机床复合化复合化就是将加工工件的所有工序尽可能的集中在一台机床上加工。（2）高精度在机床上装有多种监控和检测装置对加工精度、刀具的磨损与破坏和工件的装夹等进行监控，提高了机床的综合性能，使之能够更为精确可靠的自动工作。（3）网络化在第六代开放系统中，安装网络通信以及配套的软件可实现网络化制造。四、练习题（一）问答题1. 数控机床由哪几部分组成？答案：数控系统由机械部分、数字控制系统、液压和气压传动系统、冷却润滑及排屑装置等组成。2. 简述数控机床的优缺点。答案：优点（1）具有较高的加工精度，加工质量稳定（2）具较高的生产率（3）功能多（4）对不同零件的适应性强（5）能够完成普通机床不能完成的复杂表面加工（6）数控机床可大大减轻工人的劳动强度，并有较高的经济效益缺点（1）价格昂贵，一次投资较大（2）维修和操作较复杂（二）填空题1.机械加工由切削的主运动和进给运动共同完成。2.数控机床按加工路线可分为点位控制数控机床和轮廓加工数控机床。3.数控机床按有无检测装置可分为开环、全闭环和半闭环控制系统的数控机床。（三）选择题 1.开环伺服系统的主要特征是系统内( B )位置检测反