数控技术及应用培训课件VIP

1、数控技术及应用数控技术及应用 第一部分第一部分 数控机床数控机床 数控技术及应用数控技术及应用项目项目1 1 走近数控机床走近数控机床 项目项目2 2 数控机床的典型结构数控机床的典型结构项目项目3 3 数控机床的数控机床的主传动系统主传动系统及及主轴部件主轴部件项目项目4 4 数控机床的进给传动系统数控机床的进给传动系统 项目项目2 2 数控机床的典型结构数控机床的典型结构 第一部分 数控机床n数控机床机械结构的组成及要求数控机床机械结构的组成及要求n数控机床的布局形式数控机床的布局形式n数控机床的导轨、换刀装置和工作台数控机床的导轨、换刀装置和工作台 项目2 数控机床的典型结构任务一任务一

2、 数控机床机械结构的组成数控机床机械结构的组成p CK6132 CK6132数控车床结构组成数控车床结构组成数控数控系统系统床身床身防护罩防护罩 主轴主轴三爪卡盘三爪卡盘尾座尾座导轨导轨溜板箱溜板箱中托板中托板刀架刀架项目2 数控机床的典型结构 主轴主轴电动机电动机伺服伺服电动机电动机配电柜配电柜项目2 数控机床的典型结构 项目2 数控机床的典型结构p 典型数控铣床结构组成典型数控铣床结构组成 项目2 数控机床的典型结构p 数控机床机械结构组成数控机床机械结构组成l 主传动系统：实现主运动；主传动系统：实现主运动；l 进给系统：实现进给运动；进给系统：实现进给运动；l 机床基础部件：床身、底座

3、、立柱等，支撑机床本体；机床基础部件：床身、底座、立柱等，支撑机床本体；l 辅助装置：液压、气动、润滑、冷却、防护、排屑等装置，辅助装置：液压、气动、润滑、冷却、防护、排屑等装置，实现某些动作和辅助功能；实现某些动作和辅助功能；l 实现工件回转、分度定位的装置，如回转工作台；实现工件回转、分度定位的装置，如回转工作台；l 刀库、刀架和自动换刀装置（刀库、刀架和自动换刀装置（ATCATC）；）；l 自动托盘交换装置（自动托盘交换装置（APCAPC）；）；l 特殊功能装置，如刀具破损检测、精度检测、监控装置等。特殊功能装置，如刀具破损检测、精度检测、监控装置等。 项目2 数控机床的典型结构任务二任

4、务二 数控机床的总体布局数控机床的总体布局p 数控车床常用布局形式数控车床常用布局形式平床身平床身斜床身斜床身平床身斜滑板平床身斜滑板立床身立床身 项目2 数控机床的典型结构 项目2 数控机床的典型结构 项目2 数控机床的典型结构 项目2 数控机床的典型结构p 数控镗铣床及加工中心常用布局形式数控镗铣床及加工中心常用布局形式 卧式数控镗铣床（加工中心）常用布局形式卧式数控镗铣床（加工中心）常用布局形式 项目2 数控机床的典型结构 立式数控镗铣床（加工中心）常用布局形式立式数控镗铣床（加工中心）常用布局形式 项目2 数控机床的典型结构任务三任务三 数控机床的导轨数控机床的导轨p 数控机床对导轨的

5、基本要求数控机床对导轨的基本要求1 1）导向精度高）导向精度高2 2）精度保持性好）精度保持性好3 3）足够的刚度）足够的刚度4 4）良好的摩擦特性）良好的摩擦特性 按运动部件的运动轨迹按运动部件的运动轨迹 ： 直线直线运动导轨和运动导轨和圆周圆周运动导轨运动导轨p 数控机床导轨的种类数控机床导轨的种类项目2 数控机床的典型结构 按导轨接合面的摩擦特性：按导轨接合面的摩擦特性： 滑动导轨、滚动导轨和静压导轨滑动导轨、滚动导轨和静压导轨 其中，滑动导轨又分为：普通滑动导轨和塑料（滑动）导轨。其中，滑动导轨又分为：普通滑动导轨和塑料（滑动）导轨。 1. 1. 滑动导轨滑动导轨常见截面形状常见截面形

6、状矩形矩形三角形三角形燕尾槽形燕尾槽形圆柱形圆柱形项目2 数控机床的典型结构 2. 2. 塑料滑动导轨塑料滑动导轨1-1-床身床身 2-2-工作台工作台 3-3-下压板下压板 4-4-导轨软带导轨软带 5-5-镶条镶条项目2 数控机床的典型结构 塑料导轨常用在导轨副的运动导轨上，与之相配的塑料导轨常用在导轨副的运动导轨上，与之相配的金属导轨是铸铁或钢质导轨。金属导轨是铸铁或钢质导轨。1 1）聚四氟乙烯导轨软带（）聚四氟乙烯导轨软带（贴塑导轨贴塑导轨）软带导轨粘合软带导轨粘合 1-1-滑座滑座 2-2-胶条胶条 3-3-注塑层注塑层项目2 数控机床的典型结构2 2）环氧型耐磨涂层（）环氧型耐磨涂

7、层（注塑导轨注塑导轨） 3. 3. 滚动导轨块滚动导轨块的结构的结构1-1-防护板防护板2-2-端盖端盖3-3-滚柱滚柱4-4-导向片导向片5-5-保持器保持器6-6-本体本体项目2 数控机床的典型结构 4. 4. 直线滚动导轨直线滚动导轨项目2 数控机床的典型结构 5. 5. 静压导轨静压导轨项目2 数控机床的典型结构 项目2 数控机床的典型结构 1. 1. 导轨的润滑导轨的润滑p 导轨的润滑与防护导轨的润滑与防护目的：减少摩擦阻力和摩擦磨损，避免低速爬行，目的：减少摩擦阻力和摩擦磨损，避免低速爬行， 降低高速时的温升。降低高速时的温升。润滑剂：滑动导轨润滑剂：滑动导轨润滑油；润滑油； 滚动

8、导轨滚动导轨润滑油（高速）和润滑脂（低速）。润滑油（高速）和润滑脂（低速）。 2. 2. 导轨的防护导轨的防护目的：防止或减少导轨副磨损，延长导轨寿命。目的：防止或减少导轨副磨损，延长导轨寿命。措施：防护装置，刮板式、卷帘式和伸缩式（多数）。措施：防护装置，刮板式、卷帘式和伸缩式（多数）。 项目2 数控机床的典型结构任务四任务四 数控机床的自动换刀装置数控机床的自动换刀装置p 自动换刀装置的形式自动换刀装置的形式 1. 1. 数控车床回转刀架装置数控车床回转刀架装置四方刀架四方刀架六角刀架六角刀架 项目2 数控机床的典型结构 2. 2. 转塔式自动换刀装置转塔式自动换刀装置转塔式数控镗铣床转塔

9、式数控镗铣床 项目2 数控机床的典型结构 3. 3. 车削中心动力刀架车削中心动力刀架 项目2 数控机床的典型结构 4. 4. 带刀库的自动换刀系统带刀库的自动换刀系统由刀库和刀具换刀机构组成。由刀库和刀具换刀机构组成。（1 1）无机械手交换刀具方式）无机械手交换刀具方式 项目2 数控机床的典型结构无机械手换刀（刀库与主轴相对运动换刀）无机械手换刀（刀库与主轴相对运动换刀） 项目2 数控机床的典型结构（2 2）带机械手交换刀具方式）带机械手交换刀具方式单、双臂机械手结构单、双臂机械手结构a a）单臂单爪回转式）单臂单爪回转式b b）单臂双爪摆动式）单臂双爪摆动式c c）双臂回转式）双臂回转式d

10、 d）双机械手）双机械手e e）双臂往复交叉式）双臂往复交叉式f f）双臂端面夹紧式）双臂端面夹紧式 项目2 数控机床的典型结构机械手换刀机械手换刀 项目2 数控机床的典型结构p 刀库的类型与容量刀库的类型与容量 1. 1. 刀库类型刀库类型盘式刀库布局形式盘式刀库布局形式u盘式刀盘式刀库库 项目2 数控机床的典型结构链式刀库布局形式链式刀库布局形式u 链式刀库链式刀库 项目2 数控机床的典型结构单面单面u 格子箱式刀库格子箱式刀库多面多面 项目2 数控机床的典型结构2. 2. 刀库容量刀库容量 刀库中的刀具并不是越多越好，太大的容量会增刀库中的刀具并不是越多越好，太大的容量会增加刀库的尺寸和

11、占地面积，使选刀过程时间增长。因加刀库的尺寸和占地面积，使选刀过程时间增长。因此，从使用角度出发，刀库的容量一般取为此，从使用角度出发，刀库的容量一般取为10-4010-40把。把。 项目2 数控机床的典型结构p 刀具的选择刀具的选择 1. 1. 顺序选择顺序选择 将刀具按加工工序的顺序，依次放入刀库的每一个刀座内。每次换刀将刀具按加工工序的顺序，依次放入刀库的每一个刀座内。每次换刀时，刀库按顺序转动一个刀座的位置，并取出所需要的刀具。时，刀库按顺序转动一个刀座的位置，并取出所需要的刀具。 优点：优点：刀库的控制与驱动简单；无需刀具识别装置；维护简单。刀库的控制与驱动简单；无需刀具识别装置；维

12、护简单。 缺点：缺点： 当加工零件改变后，刀库中的刀具顺序需按照新零件的工艺顺序重新排当加工零件改变后，刀库中的刀具顺序需按照新零件的工艺顺序重新排列，降低了系统的柔性；列，降低了系统的柔性； 当工艺过程中有些工步所用的刀具相同时，也不允许重复使用同一把刀当工艺过程中有些工步所用的刀具相同时，也不允许重复使用同一把刀，必须按加工顺序排列几把相同的刀具，增加了刀具数量和刀库储存量；，必须按加工顺序排列几把相同的刀具，增加了刀具数量和刀库储存量； 操作人员必须在加工前仔细检查刀具的排列顺序，否则会造成严重事故操作人员必须在加工前仔细检查刀具的排列顺序，否则会造成严重事故。 项目2 数控机床的典型结

13、构 2. 2. 任意选择任意选择 根据程序指令的要求来选择所需要的刀具，刀具在刀库中不必按根据程序指令的要求来选择所需要的刀具，刀具在刀库中不必按照工件的加工顺序排列，可任意存放。照工件的加工顺序排列，可任意存放。 必须有刀具识别装置，每把刀具或刀座都编上代码，当某把刀具必须有刀具识别装置，每把刀具或刀座都编上代码，当某把刀具的代码与数控指令的代码相符合时，该刀具就被选中。的代码与数控指令的代码相符合时，该刀具就被选中。方式方式：刀具编码选择、刀座编码选择。：刀具编码选择、刀座编码选择。 与顺序选择相比，其与顺序选择相比，其优点优点是：是： 刀库中刀具的排列顺序与加工零件的加工顺序无关，无论加

14、工任何零刀库中刀具的排列顺序与加工零件的加工顺序无关，无论加工任何零 件，都不必改变刀具在刀库中原有的排列顺序，这就增加了系统的柔性；件，都不必改变刀具在刀库中原有的排列顺序，这就增加了系统的柔性； 同一刀具可供不同工件、不同工步共同使用，减少了刀具数量。同一刀具可供不同工件、不同工步共同使用，减少了刀具数量。 缺点缺点有：有： 需设置刀具识别装置，使刀库的控制与驱动复杂；需设置刀具识别装置，使刀库的控制与驱动复杂； 需对刀具或刀座编码，增加了辅助工作量；需对刀具或刀座编码，增加了辅助工作量； 维护比顺序选择的要复杂。维护比顺序选择的要复杂。 项目2 数控机床的典型结构 刀具编码方式刀具编码方

15、式 采用一种特殊的刀柄结构，对每把刀具进行编码。采用一种特殊的刀柄结构，对每把刀具进行编码。 此方式对每把经组装刀具都进行此方式对每把经组装刀具都进行二进制二进制编码，并设法把此编码，并设法把此编码信息编码信息 的载体以某种方式固定在刀具上，由于各种刀具几何的载体以某种方式固定在刀具上，由于各种刀具几何形状和尺寸不同，而刀具的夹头则相同，为便于识别，一般都形状和尺寸不同，而刀具的夹头则相同，为便于识别，一般都把代码信息载体固定在组装刀具的夹头上。此方式的刀具可随把代码信息载体固定在组装刀具的夹头上。此方式的刀具可随机存放在任一刀座内，但刀具夹头必须专门设计和制造。机存放在任一刀座内，但刀具夹头

16、必须专门设计和制造。 项目2 数控机床的典型结构1 1）编码刀柄的结构）编码刀柄的结构 项目2 数控机床的典型结构2 2）刀具识别装置）刀具识别装置接触式刀具识码接触式刀具识码1. 1. 编码环编码环2. 2. 刀具识别装置刀具识别装置3. 3. 触针触针4. 4. 编码环编码环 项目2 数控机床的典型结构非接触式刀具识码非接触式刀具识码 项目2 数控机床的典型结构 刀座编码方式刀座编码方式 对刀座进行编码，并将与刀座编码相对应的刀具一一放入指对刀座进行编码，并将与刀座编码相对应的刀具一一放入指定的刀座中，根据刀座的编码选取刀具。定的刀座中，根据刀座的编码选取刀具。刀座编码装置刀座编码装置 形

17、式：永久性编码和临时性编码。形式：永久性编码和临时性编码。 如盘形刀库，可在各刀座相对应的如盘形刀库，可在各刀座相对应的圆周上安装一组编码块，而在刀库圆周圆周上安装一组编码块，而在刀库圆周外固定一个刀座识别装置，识别刀座的外固定一个刀座识别装置，识别刀座的编码。此方式只识别刀座不识别刀具。编码。此方式只识别刀座不识别刀具。因此各刀具必须因此各刀具必须“对号入座对号入座”，已使用，已使用过的刀具也需放回刀库原来的刀座中，过的刀具也需放回刀库原来的刀座中，否则将发生错误与混乱。否则将发生错误与混乱。 项目2 数控机床的典型结构* * 编码附件编码附件 编码附件方式可分为编码钥匙、编码附件方式可分为

18、编码钥匙、 编码卡片、编码杆和编码卡片、编码杆和编码盘等，其中应用最多的是编码钥匙。这种方式是先给编码盘等，其中应用最多的是编码钥匙。这种方式是先给各刀具都缚上一把表示该刀具号的编码钥匙，当把各刀具各刀具都缚上一把表示该刀具号的编码钥匙，当把各刀具放到刀库的刀座中时，将编码钥匙插进刀座旁边的钥匙孔放到刀库的刀座中时，将编码钥匙插进刀座旁边的钥匙孔中。这样就把钥匙的号码转记到刀座中，给刀座编上了号中。这样就把钥匙的号码转记到刀座中，给刀座编上了号码。识别装置可以通过识别钥匙上的号码来选取该钥匙旁码。识别装置可以通过识别钥匙上的号码来选取该钥匙旁边刀座中的刀具。边刀座中的刀具。 项目2 数控机床的

19、典型结构 钥匙沿着水平方向的钥匙缝插入钥匙孔座，然后顺时针方向旋钥匙沿着水平方向的钥匙缝插入钥匙孔座，然后顺时针方向旋转转9090，处于钥匙代码突起，处于钥匙代码突起6 6的第一弹簧片的第一弹簧片5 5被撑起，表示代码被撑起，表示代码“1 1”， 处于代码处的第二弹簧接触片处于代码处的第二弹簧接触片7 7保持原状，表示代码保持原状，表示代码“0 0”。由于钥。由于钥匙上每个凸凹部分的旁边均有相应的炭刷匙上每个凸凹部分的旁边均有相应的炭刷4 4或或1 1。故可将钥匙各个凸。故可将钥匙各个凸凹部分均识别出来，即识别出相应的刀具。凹部分均识别出来，即识别出相应的刀具。 这种编码方式称为临时性编码，因

20、此从刀座中取出刀具时，刀这种编码方式称为临时性编码，因此从刀座中取出刀具时，刀座中的编码钥匙也取出，刀座中原来编码随之消失。因此，这种方座中的编码钥匙也取出，刀座中原来编码随之消失。因此，这种方式具有更大的灵活性。式具有更大的灵活性。 项目2 数控机床的典型结构 计算机记忆方式（计算机记忆方式（PLCPLC） 把刀具号和刀库上存刀位置（地址）对应地记忆在计算机存储把刀具号和刀库上存刀位置（地址）对应地记忆在计算机存储 器器或可编程序控制器的存储器内。刀库上安装位置检测装置，刀库上每个或可编程序控制器的存储器内。刀库上安装位置检测装置，刀库上每个存刀位置（地址）都可以通过位置检测装置测出。每次换

21、刀的同时改变存刀位置（地址）都可以通过位置检测装置测出。每次换刀的同时改变存储器内容，始终跟踪记忆哪号刀具放于哪把存刀位置（地址）。存储器内容，始终跟踪记忆哪号刀具放于哪把存刀位置（地址）。 这种方式选刀，刀具可任意取出，任意送回，而且刀具本身不必设这种方式选刀，刀具可任意取出，任意送回，而且刀具本身不必设编码元件，省去编码识别装置，使控制大为简化。非常适用于计算机控编码元件，省去编码识别装置，使控制大为简化。非常适用于计算机控制的自动换刀数控机床。该方式是刀库选刀的发展方向，正被越来越多制的自动换刀数控机床。该方式是刀库选刀的发展方向，正被越来越多的各类数控机床自动换刀装置采用。的各类数控机

22、床自动换刀装置采用。 项目2 数控机床的典型结构p 自动换刀实例自动换刀实例1-1-机械手机械手2-2-刀库刀库3-3-主轴主轴4-4-刀套刀套5-5-刀具刀具自动换刀工作过程：自动换刀工作过程：1 1）刀套下转）刀套下转9090；2 2）机械手转）机械手转7575；3 3）刀具松开；）刀具松开；4 4）机械手拔刀；）机械手拔刀；5 5）交换两刀具位置；）交换两刀具位置；6 6）机械手插刀；）机械手插刀；7 7）刀具夹紧；）刀具夹紧；8 8）机械手转）机械手转180180；9 9）机械手反转）机械手反转7575；1010）刀套上转）刀套上转9090。 项目2 数控机床的典型结构任务五任务五 数控机床的回转工作台数控机床的回转工作台 数控机床常用的回转工作台有两类：数控机床常用的回转工作台有两类：分度工作台分度工作台和和数控回转工作台数控回转工作台，二者外形相似，但结构上各有特点。，二者外形相似，但结构上各有特点。 数控机