第一章 数控机床概述课件

1、第一章数控机床概述，第一节数控机床的创建与开发，第二节数控机床的组成与工作原理，第三节数控机床的分类与应用*第四节数控机床的插补原理，第一节数控机床的创建与开发，第一节数控加工与现有加工的比较，第一节数控机床的创建与开发，第一节数字控制技术是通过数字量和文字发出命令并启用自动控制的技术。采用数字控制技术控制系统的数控系统。计算机数控系统(CNC)是以计算机为核心的数控系统。一种使用数字控制技术自动控制加工机器加工过程的机器类型。第一节数控机床的产生和发展，第二节数控机床的发展和趋势，第一节数控系统的开放趋势第二节数控系统的小型化趋势第三节数控系统优化了人机交互方式的趋势。4提高数控系统产品支持

2、5数控系统的智能趋势，第一节数控机床的生产和开发，1、数控机床的生产和基本概念1数控机床的生产数字控制机是满足多种和小批量零件的生产。2基本概念数字控制、数字控制技术、数字控制系统、计算机数控系统、数字控制机器2、数字控制机器开发和趋势开放、小型化、人机交互方式、产品匹配、智能、第一节数字控制机器创建和开发、课后总结、第二节数字控制机器配置和工作原理、 一般控制介质和输入/输出设备，第二节CNC机床的组成和工作原理，一般控制介质和输入/输出设备，CF卡，第二节CNC机床的组成和工作原理，第二节CNC机床的组成和工作原理，FANUC系统的工作原理3计算机CNC设备(CNC设备或CNC单元)计算机

3、CNC (CNC)主要角色：根据输入的部件过程和操作说明进行适当处理，然后将控制命令输出到相应的执行部件，以控制其行为并加工所需的部件。伺服机构是CNC机床的执行机制，由驱动和执行两部分组成。4伺服机构，伺服电动机，驱动装置，2节数控机床的组成和工作原理，5节数控机床，2节数控机床的组成和工作原理，实际位置速度参数，测量元件，电信号，转换，反馈，CNC设备，2节数字控制机器的组成和工作原理，开放第二节数字控制机器的组成和工作原理，分为6个可编程控制器、可编程控制器、可编程控制器(PLC)、CNC机床的PLC一般分为两类：内部(集成)PLC和通用(独立)PLC。机床是数字控制机器的主体，是数字控

4、制系统的控制对象，是实现制造加工的执行部件。，机器主体，主要运动部件，进给运动部件，支撑，特殊装置，辅助装置，第二节数字控制机器配置和工作原理，7节机器主体，第二节数字控制机器配置和工作原理，8节控制机器配置示例，(1)第二节数字控制机器配置和工作，车削因此，它被称为镗孔和铣削加工中心，被称为加工中心。基本部件主轴组件计算机数控设备自动工具交换设备辅助系统自动托盘更换系统，第二节数字控制机械配置和工作原理，第二节数字控制机械工作原理，第二节数字控制机械配置和工作原理，CNC系统部件程序处理流程，第三节数字控制机械特性，第二节数字控制机械配置和工作原理， 1适合加工适应性强的2复杂型面的零件3加

5、工精度高，加工质量稳定，4自动化水平高。5加工生产率高。6使用1期7有助于生产管理的现代化8价高，9调试和维修更加复杂。 第2节数字控制机器的组成和工作原理，第1节，数控机床的组成1输入/输出设备2工作设备3计算机CNC设备4伺服5检测设备6可编程控制器7机器主体8数控机床示例(CNC车床，CNC铣床/加工中心)2，数控机床工作原理3，数控机床的特性，课后总结垂直数控铣床、水平数控铣床、第三数控机床的分类和应用，2数控加工中心加工中心将刀具库和自动换刀装置添加到普通数控机床中，构成了具有自动换刀装置的数控机床。A)垂直加工中心B)水平加工中心，第三数控机床分类和应用，数字控制加工中心分类，2，

6、按加工路径分类，1点在控制加工刀具和工件的相对移动时，仅控制从一点到另一点的准确度，而不考虑两点之间的路径和方向。第三CNC机床的分类和应用，第二直线控制加工刀具和工件的相对移动时，除了控制起始刀具末端的精确位置外，还确保平行于轴的直线切削运动。第三数控机床的分类和应用，3轮廓控制机床刀具和工件的相对运动时，可同时控制两个或多个坐标轴运动。第三数控机床分类和应用，第三数控机床分类和应用，第三，可控驱动坐标轴分类，数控机床控制驱动轴数是数字控制设备控制多个伺服电动机同时驱动机器移动部件移动的轴数。1 2坐标联动，数字控制机器可同时控制两个坐标轴联动，即数字控制装置同时控制X和Z方向运动，并可用于

7、加工各种曲线轮廓的旋转体类零件。三节数字控制机的分类和应用，双坐标联动数字控制机可以同时控制三个坐标轴联动。在这种情况下，铣削称为3坐标数字控制铣削，可用于加工曲面零件。第三节数控机床的分类和应用，三轴半坐标联动数控机床本身具有三个可以沿三个方向移动的坐标，但控制装置只能同时控制两个坐标连接，第三个坐标只能等距离周期移动。第三节数控机床的分类和应用，四个多坐标联动可以同时控制四个以上的坐标轴联动数控机床。多坐标数控机床的结构复杂，精度要求高，编程复杂，主要应用于复杂加工形状的零件。第3节数控机床的分类和应用，第4节，根据控制方法分类，1节控制数控机床开环控制数控机床系统没有检测反馈装置，运动的

8、实际位置检测渡边杏盒，没有位置反馈信号命令信息在控制系统中以单个方向传递，没有反馈。第3节数控机床的分类和应用、第2节全闭环控制数控机床、工作台上安装的检测元件将工作台上的实际位移量反馈给计算机，与所需的定位指令进行比较，控制为比较差异，直到消除差异为止。第三数控机床的分类和应用，第三半闭环控制数控机床，半闭环控制系统使用拐角位移检测元件测量伺服电动机或螺杆的拐角，计算工作台实际位移量，向计算机提供反馈，并作为比较差异进行控制。3节CNC机床的分类和应用，5，其他分类方法，1加工方法(1)金属切削机床，3节CNC机床的分类和应用，CNC(3)需要经常改造的零部件。(4)价值昂贵，不允许报废的核

9、心部件。(5)需要最低生产周期的紧急部件。(6)定期运行的部件。(7)新产品试制中的部件。第三数控机床的分类和应用，第三数控机床的分类和应用，两个典型数控机床的加工应用(1)数控车床1)几何精度要求高、尺寸精度高的回转体零件。2)具有高表面质量要求的回转体零件。3)表面形状复杂的回转体零件。4)带有特殊螺纹的回转体零件。轴承内环，由任意直线和曲线组成的复杂旋转零件，带特殊螺纹的旋转零件，(2) CNC铣床1)平面轮廓类零件，第三CNC机床的分类和应用，2)可变斜类零件，第三CNC机床的分类和应用，3)空间曲面轮廓零件，第三3 第三节数字控制机器的分类和应用，4)模具零件，第三节数字控制机器的分

10、类和应用，5)轮廓零件第二，按加工路径对点控制、线控制和轮廓控制进行分类。 第三，根据可以控制驱动的轴对2坐标参考、3坐标参考2轴半坐标参考和多坐标参考进行分类。第四，根据控制方法分类开环、闭环和半闭环。5.其他分类方法6、数字控制机器的适用范围、插值的概念、数字控制系统处理轨迹控制信息时，提供轨迹的起点和终点、轨迹类型并指定其方向。然后，在控制过程中，数字控制系统计算运动轨迹的每个中点。此过程称为插值。* 4子句数字控制系统的插值原理，1，插值计算的要求，(1)插值所需的数据最小。(2)插值理论误差必须满足精度要求。(3)沿插补路径或插补向量的合成进给速度必须满足轮廓表面粗糙度一致性的工艺要

11、求。也就是说，进给率变化必须在允许的范围内。(4)控制联锁轴数的能力强。也就是说，多轴联动控制很容易实现。(5)插值算法简单可靠。，* 4节数字控制系统的插补原理，2，插补算法的种类，1用硬件插补专用硬件连接的数字电路设备。2软件插值软件插值方法可分为基准脉冲插值方法和数据采样插值方法(也称为数字增量插值方法)两类。3硬件和软件插值数控系统将软件插值方法与硬件插值方法相结合，软件插值完成粗糙插值，硬件完成精密插值。以，* 4子句数字控制系统的插值原理，3，点到点比较法直线插值，1点到点比较法直线插值计算原理，* 4子句数字控制系统的插值原理，1象限平面直线为例，导出偏差计算公式。(1)偏差计算

12、公式，假定加工为直线OA，如图所示。已知直线起点为坐标原点，直线终点坐标为A(xe，ye)。也就是说，线OA是给定的轨迹。M(xm，ym)点是加工点(转至点)。如果m点位于直线OA上，则可以根据几何关系导出偏差计算公式。也就是说，Fm=0表示行程点与M位于同一直线OA上。如果为Fm0，则移动点位于OA线上方(例如，m)。如果为Fm0，则移动点位于OA线的下方(例如，m)。* 4子句数字控制系统的插值原理可以将直线插值的偏差定义为：新点的偏差为：也就是说，从Fm0向X方向一步，从Fm0向Y方向一步。在x方向上进一步，新点的坐标值(Xm 1，Ym 1)为，*第四个数控系统的插值原理，*第四个数控系

13、统的插值原理，Fm0的m点位于直线OA下方，在y方向上进一步沿x或y坐标方向进行每个提要时，从相应的计数器中减去1，直到两个计数器中的数量都减少到0。停止插值并到达终点。有三种端点确定方法：2)设置存储x和y两个坐标方向进给步数总和的结束计数器。=xe ye，在x或y坐标方向上进给时，如果从中间减去1，然后减小到0，则停止插值并到达终点。3)端点坐标值较大的轴通常终止后插值，因此选择端点坐标值较大的坐标值作为计数坐标值，并将端点计数器内。(阿尔伯特爱因斯坦，Northern Exposure(美国电视剧)，结尾)，* 4节数字控制系统的插值原理，(3)点到点比较方法直线插值计算步骤1)偏差评估步骤2)坐标进给量3)偏差计算4)终点歧视，*。起点为：直线插值过程如下：表1-6，逐点比较法直线插值进给轨迹，* 4子句数字控制系统的插值原理，2 4象限直线插值计算，4象限直线偏差符号，4，逐点比较法圆弧插值计算原理，(1)偏差计算公式瞬时加工点(goto point)，* 4子句数字控制系统的插值原理是瞬时加工点(移动点)为m(xm，ym)，到中心的距离为R