数控机床10.ppt

1、第六章,数控机床,6.1,概论,一.数控机床简介,(一) 数控机床的产生和发展,数控机床是用计算机通过数字化信息 实现对机床自动控制的机电一体化产品,(二)数控机床的特点和用途,1）适应性广（良好的柔性）,加工对象改变，只需重新编程,多品种、中小批量零件的自动化生产,(二)数控机床的特点和用途,1）适应性广（良好的柔性）,2）加工精度高、质量稳定,脉冲当量达到0.001mm,(二)数控机床的特点和用途,1）适应性广（良好的柔性）,2）加工精度高、质量稳定,3）生产率高,大切削用量，减少切削时间 辅助时间少，可自动换刀、装夹工件 进行多表面、不同工艺的连续加工 可自动控制加工精度，不必停机检验,

2、(二)数控机床的特点和用途,1）适应性广（良好的柔性）,2）加工精度高、质量稳定,3）生产率高,4）减轻劳动强度、改善劳动条件,只需编程、调整机床、装卸工件 封闭式加工，清洁、安全,(二)数控机床的特点和用途,1）适应性广（良好的柔性）,2）加工精度高、质量稳定,3）生产率高,4）减轻劳动强度、改善劳动条件,5）实现复杂零件的加工,任意轨迹、任何形状的空间复杂曲面,(二)数控机床的特点和用途,1）适应性广（良好的柔性）,2）加工精度高、质量稳定,3）生产率高,4）减轻劳动强度、改善劳动条件,5）实现复杂零件的加工,6）便于现代化的生产管理,计算机辅助设计、辅助制造 计算机管理一体化,(一)数控

3、机床的工作原理,二. 数控机床的工作原理及组成,数控机床加工零件时，首先应编制零件的数控加工程序，即工作指令。 它用数字代码将刀具相对工件移动的轨迹、 速度等信息记录在程序介质上， 然后输入到数控系统，经过译码和运算， 由数控装置控制机床主运动的变速、启停，进给运动的方向、速度和位移大小，以及其他如刀具选择交换、工件夹紧松开和冷却润滑等动作，使刀具与工件及其他辅助装置严格按照数控程序动作， 加工出所需要的工件。,零 件 图 样,程 序 编 制,信 息 载 体,数 控 装 置,主轴转速、转向 选择、刀具选择 其它功能选择,伺服 系统,刀架或 工作台,机床,零件,位移 检测,反馈 系统,数控机床加

4、工零件的过程,数控机床加工零件的过程,(二) 数控机床的组成,控制介质 计算机数控装置 伺服驱动系统 机床机械部件,数控机床基本结构框图,(二) 数控机床的组成,1）控制介质（信息载体）,记录数控加工程序（工作指令）,零件坐标系（即零件的安装位置） 刀具与零件相对运动的尺寸参数 零件加工的顺序 主运动的启停、换向、变速等 进给运动速度、方向、位移量等 辅助装置的动作,(二) 数控机床的组成,1）控制介质（信息载体）,2）计算机数控装置,数控机床的中枢,接受输入装置送来的信息 进行编译、运算和逻辑处理 输出各种信号和指令给伺服驱动系统 控制机床进行有序的动作,(二) 数控机床的组成,1）控制介质

5、（信息载体）,2）计算机数控装置,数控机床的中枢,3）伺服驱动系统,数控机床的执行部分,含伺服驱动电动机、驱动元件和执行部件等,根据数控指令发出脉冲信号 控制执行部件的进给速度、方向和位移量 使之按规定轨迹移动或精确定位,常用脉冲当量：0.01、0.005、0.001mm/脉冲,(二) 数控机床的组成,1）控制介质（信息载体）,2）计算机数控装置,数控机床的中枢,3）伺服驱动系统,数控机床的执行部分,4）机床的机械部件,主运动部件 进给运动部件（如工作台、刀架等） 支承部件（如床身、立柱等） 辅助装置（冷却润滑、夹紧、换刀等）,三. 数控机床的分类,(一)按工艺用途方式 ：,普通数控机床 数控

6、加工中心,数控钻床、数控车床、 数控铣床、数控镗床等,带有自动换刀装置和刀库,铣削中心、车削中心、 钻削中心、磨削中心等,三. 数控机床的分类,(二)按运动轨迹的方式 ：,点位控制 直线控制 轮廓控制,只要点位置，移动不加工,数控钻床、数控冲床和数控坐标镗床,要点准确，两点间为直线，并切削,数控铣平面，数控车台阶轴,对2方向以上运动同时控制并切削,数控铣三维曲面,三. 数控机床的分类,(三)按伺服系统的类型 ：,开环控制 闭环控制 半闭环控制,由步进电机、齿轮和丝杆螺母等组成 无检测反馈装置，不能误差校正,结构简单经济型机床,由直流伺服电机、丝杆螺母和位移检测装置 等组成，有检测反馈装置，位移

7、精度高,系统复杂、调整困难高精度机床,位移检测装置安装在丝杆上 精度不如闭环控制,简单稳定，易调试，应用广,各档次数控机床的功能和指标,6.2,数控机床的坐标系,一.坐标系及运动方向,右手笛卡尔直角坐标系,坐标轴X、 Y、 Z关系 及正方向按右手定则判定:,绕X、 Y、 Z旋转的轴A、 B、 C 的正方向按右螺旋法则判定,大拇指-+X 食指-+Y 中指-+Z,+A，+B，+C,1.坐标系的确定原则,若干规定,1)采用工件固定不动,刀具相对移动的原则编程,编程人员 不用考虑数控机床的实际运动形式,2)若刀具固定不动,工件移动,坐标系正方向： +X,+Y,+Z(表示工件相对于刀具正向运动),3)坐

8、标轴正方向总是使刀具远离工件的方向,2.数控机床各坐标轴的确定方法,Y坐标,Z坐标,-平行于主轴轴线,X坐标,-水平的,与工件装夹面平行,垂直于Z,-垂直于Z,X,第二组坐标: U，V，W 第三组坐标: P，Q，R,卧式数控车床坐标系,立式数控铣床坐标系,二.机床坐标系与工件坐标系,1.机床坐标系与机床原点,-机床上固有的,数控车床坐标系原点-卡盘端面与主轴中心的交点,2.工件坐标系与工件原点,-以工件上某固定点为原点所建立的坐标系,工件原点偏置-工件原点与机床原点的距离,数控机床原点偏置功能-可补偿工件装夹位置误差,三.绝对坐标系与增量坐标系,1.绝对坐标系,-相对固有的坐标原点,2.增量坐

9、标系,-相对前一个位置的,6.3,JCS-018A型立式加工中心,一.机床的布局及特点,(一)机床的布局,(二)机床的特点,1.强力切削,-主轴转速范围宽,低速转矩大,机床刚性好 主轴无齿轮传动,噪声振动小,热变形小,2.高速定位,-进给直流伺服电动机,滚珠丝杆,贴塑导轨 高速进给振动小,低速不爬行,精度稳定性高,3.随机换刀,-机械手气压驱动,换刀平稳可靠,4.机电一体化,-操作方便,适用于加工箱体、支架、盖板、壳体、模具、凸轮、 叶片等复杂零件的多品种小批量加工,可完成铣、钻、镗、铰、锪、攻螺纹等加工,6.4,数控车床和车削中心,一.数控车床,1.数控车床的用途及特点,-加工轴类或盘类回转

10、体零件,特别适合加工形状复杂的轴、盘类零件,加工灵活，通用性强，操作方便，效率高适应产品品种、规格多变的特点,适宜加工精度高、形状复杂、工序多及品种多变的 单件或小批零件,2.数控车床的布局及机械构成,平床身、 斜床身、 平床身斜滑板、立床身,斜床身、 平床身斜滑板-一般中小型数控车床外形美观，占地小，易排屑排液，便于操作观察，易装机械手等,MJ-50数控车床外观图,1.脚踏开关 2.对刀仪 3.主轴卡盘 4.主轴箱 5.机床防护门 6.压力表 7.对刀仪防护罩 8.导轨防护罩 9.对刀仪转臂 10.操作面板 11.回转刀架 12.尾座 13.滑板 14.床身,装有山特维克Capto刀窝接口的森精机ZT2500 MC/Y 双驱双塔数控车床,二.车削中心,铣键槽、铣扁、铣六角、铣螺旋槽、 钻横向孔、端面分度钻孔、攻螺纹等,数控车床,数控铣床,数控机床,六轴加工中心示意图,点位控制数控的加工方法,直线控制数控的加工方法,轮廓控制的加工方法,a)两坐标联动加工 b)三坐标联动加工 c)三坐标两联动加工,开环控制伺服系统,闭环控制伺服系统,半闭环控