数控基础技术 2

第一章数控机床基础§1-1数控机床概述§1-2数控机床

的分类及常见数控机床简介§1-3数控机床坐标系

§1-1数控机床概述一、数控技术的基本概念二、数控机床的组成三、数控机床的工作过程四、数控机床的特点§1-1数控机床概述5．数控机床：是根据按加工要求预先编制的程序，由控制系统发出数字信息指令对工件进行加工的机床。一、数控技术的基本概念1．数字控制：是一种借助数字、字符或其他符号对某一工作过程（如加工、测量、装配等）进行可编程控制的自动化方法。2．数控技术：是指用数字量和字符发出指令并实现自动控制的技术3．数控系统：是指采用数字控制技术的控制系统。4．计算机数控系统：是指以计算机为核心的数控系统。§1-1数控机床概述数控车床§1-1数控机床概述立式数控铣床外观图二、数控机床的组成§1-1数控机床概述数控机床一般由控制介质、数控装置、伺服系统、测量反馈装置和机床本体组成，如 图1-3所示。

控制介质—将零件加工信息传送到数控装置中的程序载体。1．控制介质移动硬盘U盘闪存卡§1-1数控机床概述

2．数控装置§1-1数控机床概述数控机床的核心。数控装置输入装置控制运算器输出装置伺服机构—数控机床的执行机构，由驱动装置和执行部件两大部分组成。

3．伺服系统伺服电动机

驱动装置

§1-1数控机床概述进给伺服系统主轴伺服系统伺服系统4．测量反馈装置§1-1数控机床概述实际位置速度参数测量元件电信号转换反馈CNC装置指令位置：安装在数控机床的工作台或丝杠上。纠正误差工作原理§1-1数控机床概述5．机床主体机床主体机械部件辅助装置床身主轴进给机构冷却润滑换刀夹紧三、数控机床的工作过程§1-1数控机床概述§1-1数控机床概述四、数控机床的特点1．加工零件适应性强，灵活性好2．加工精度高，产品质量稳定3．综合功能强，生产效率高4．自动化程度高，减轻工人劳动强度5．生产成本降低，经济效益好6．数字化生产，管理水平提高§1-2数控机床分类及常见数控机床简介一、数控机床的分类二、常见数控机床简介一、数控机床的分类1．按加工路线分类

（1）点位控制数控机床控制从一点到另一点位置的精确定位。§1-2数控机床分类及常见数控机床简介（2）直线控制数控机床控制工作台以给定的速度，沿平行坐标轴方向进行直线切削加工运动。§1-2数控机床分类及常见数控机床简介（3）轮廓控制数控机床控制加工过程中每一点的速度、方向和位移量，运动轨迹是任意的直线、圆弧、螺旋线等。§1-2数控机床分类及常见数控机床简介2．按控制方式分类

（1）开环控制数控机床无检测反馈装置，不检测运动的实际位置，即没有位置反馈信号。§1-2数控机床分类及常见数控机床简介根据有无检测装置分类开环控制闭环控制全闭环控制半闭环控制（2）全闭环控制数控机床

原理：安装在工作台上的检测元件将工作台实际位移量反馈到计算机中，与所要求的位置指令进行比较，用比较的差值进行控制，直到差值消除为止。§1-2数控机床分类及常见数控机床简介（3）半闭环控制数控机床

原理：采用转角位移检测元件，推算出工作台的实际位移量，反馈到计算机中进行位置比较，用比较的差值进行控制。§1-2数控机床分类及常见数控机床简介§1-2数控机床分类及常见数控机床简介3．按加工方式分类（1）金属切削类数控机床（2）金属成形类数控机床（3）数控特种加工机床（4）其他类型的数控机床二、常见数控机床简介1．数控车床§1-2数控机床分类及常见数控机床简介

数控车床是一种用于完成车削加工的数控机床，主要用于旋转体工件的加工。其主运动为工件相对于刀具的旋转运动，切削能由主运动（工件旋转）提供，而不是由刀具提供。2．数控铣床§1-2数控机床分类及常见数控机床简介

数控铣床是以铣削为加工方式的数控机床，通常铣刀旋转为主运动，工件或（和）铣刀的移动为进给运动。3．加工中心§1-2数控机床分类及常见数控机床简介加工中心是指带有刀库（带有回转刀架的数控车床除外）和刀具自动交换装置的数控机床。加工中心有两种或两种以上加工方式（如铣削、镗削、钻削）。4．数控磨床数控磨床是利用磨具对工件表面进行磨削加工的数控机床。数控磨床可分为数控平面磨床、数控无心磨床、数控内外圆磨床、数控立式万能磨床、数控坐标磨床、数控成形磨床等§1-2数控机床分类及常见数控机床简介5．数控钻床数控钻床是主要用钻头在工件上加工孔的数控机床。钻头旋转为主运动，钻头轴向移动为进给运动§1-2数控机床分类及常见数控机床简介6．数控电火花成形机床电火花成形机床是用电火花成形加工方法加工型腔、型孔、型面的电火花加工机床。其工作原理是利用两个不同极性的电极在绝缘液体中产生放电现象去除材料进而完成加工。它适用于形状复杂的模具及难加工材料的加工。§1-2数控机床分类及常见数控机床简介7．数控线切割机床

电火花线切割机床是以金属丝作工具电极对工件进行切割加工的电火花加工机床。其工作原理与电火花成形机床类似§1-2数控机床分类及常见数控机床简介§1-3数控机床坐标系一、坐标系确定原则二、坐标轴的确定三、工件坐标系四、数控机床上的有关点§1-3数控机床坐标系

在数控机床上，应该如何描述机床的运动？一、坐标系确定原则1．刀具相对于静止工件而运动的原则2．标准坐标（机床坐标）系的规定§1-3数控机床坐标系3．运动方向的规定二、坐标轴的确定1．数控车床坐标系的确定（1）Z坐标：Z

坐标轴平行于机床的主要主轴轴线。对于数控车床而言，其主要主轴带动工件旋转，Z

坐标轴应平行于该主轴轴线，且规定从工件到尾座的方向为Z

坐标轴的正方向。（2）X坐标：X

坐标轴一般为水平方向并垂直于Z

坐标轴。对于数控车床而言，X坐标轴方向规定为工件的径向且平行于车床的横导轨，其正方向应是离开旋转轴的方向。（3）Y坐标方向：Y坐标垂直于X、Z坐标轴，依据右手笛卡儿直角坐标系确定。§1-3数控机床坐标系§1-3数控机床坐标系（1）Z坐标轴：Z坐标轴是由主要传递切削动力的主轴所决定的。在有主轴的机床中，与主轴轴线平行的坐标轴即为Z坐标轴。（2）X坐标轴：X坐标轴一般为水平方向，它垂直于Z坐标轴且平行于工件的装夹方向。对于立式铣床，Z坐标轴方向是铅垂的，站在工作台前，从主轴向立柱看，水平向右方向为X坐标轴的正方向，如图1-18a所示；对于卧式铣床，Z坐标轴方向是水平的，从主轴向工件看（即从机床背面向工件看），向右方向为X坐标轴的正方向，如图1-18b所示。（3）Y坐标：Y坐标垂直于X、Z坐标轴，根据右手迪卡儿坐标系来进行判别。§1-3数控机床坐标系2．数控铣床/加工中心坐标系的确定§1-3数控机床坐标系课堂练习绘制下图所示机床的机床坐标系。§1-3数控机床坐标系三、工件坐标系§1-3数控机床坐标系

为了使编程人员能够直接根据图样进行编程，通常在工件上选择确定一个与机床坐标系有一定关系的坐标系，这个坐标系即称为工件坐标系或编程坐标系。

1．机床原点也称机床零点，即机床坐标系的原点，是指在机床上设置的一个固定点，是数控机床进行加工运动的基准参考点。

数控车床的机床原点—一般设在卡盘端面与主轴中心线的交点处。

数控铣床的原点—一般设在X、Y、Z坐标的正方向极限位置上。四、数控机床上的有关点§1-3数控机床坐标系数控车床的机床原点数控铣床的机床原点§1-3数控机床坐标系2．机床参考点

机床参考点对机床原点的坐标是一个已知数。数控车床的参考点与机床原点

数控铣床：机床原点和机床参考点是重合的。

数控车床：机床参考点一般是离机床原点最远的极限点。§1-3数控机床坐标系

选择工件原点时，最好把工件原点放在零件图样上的尺寸能够方便地转换成坐标值的地方。3．工件原点§1-3数控机床坐标系§1-3数控机床坐标系4．刀具相关点（1）刀位点——刀具的定位基准点。钻头的刀位点车刀的刀位点圆柱铣刀的刀位点球头