數(shù)控基礎(chǔ)技術(shù) 2

第一章數(shù)控機(jī)床基礎(chǔ)§1-1數(shù)控機(jī)床概述§1-2數(shù)控機(jī)床

的分類及常見數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介§1-3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系

§1-1數(shù)控機(jī)床概述一、數(shù)控技術(shù)的基本概念二、數(shù)控機(jī)床的組成三、數(shù)控機(jī)床的工作過程四、數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)§1-1數(shù)控機(jī)床概述5．?dāng)?shù)控機(jī)床：是根據(jù)按加工要求預(yù)先編制的程序，由控制系統(tǒng)發(fā)出數(shù)字信息指令對(duì)工件進(jìn)行加工的機(jī)床。一、數(shù)控技術(shù)的基本概念1．?dāng)?shù)字控制：是一種借助數(shù)字、字符或其他符號(hào)對(duì)某一工作過程（如加工、測(cè)量、裝配等）進(jìn)行可編程控制的自動(dòng)化方法。2．?dāng)?shù)控技術(shù)：是指用數(shù)字量和字符發(fā)出指令并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的技術(shù)3．?dāng)?shù)控系統(tǒng)：是指采用數(shù)字控制技術(shù)的控制系統(tǒng)。4．計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)：是指以計(jì)算機(jī)為核心的數(shù)控系統(tǒng)?！?-1數(shù)控機(jī)床概述數(shù)控車床§1-1數(shù)控機(jī)床概述立式數(shù)控銑床外觀圖二、數(shù)控機(jī)床的組成§1-1數(shù)控機(jī)床概述數(shù)控機(jī)床一般由控制介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、測(cè)量反饋裝置和機(jī)床本體組成，如 圖1-3所示。

控制介質(zhì)—將零件加工信息傳送到數(shù)控裝置中的程序載體。1．控制介質(zhì)移動(dòng)硬盤U盤閃存卡§1-1數(shù)控機(jī)床概述

2．?dāng)?shù)控裝置§1-1數(shù)控機(jī)床概述數(shù)控機(jī)床的核心。數(shù)控裝置輸入裝置控制運(yùn)算器輸出裝置伺服機(jī)構(gòu)—數(shù)控機(jī)床的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，由驅(qū)動(dòng)裝置和執(zhí)行部件兩大部分組成。

3．伺服系統(tǒng)伺服電動(dòng)機(jī)

驅(qū)動(dòng)裝置

§1-1數(shù)控機(jī)床概述進(jìn)給伺服系統(tǒng)主軸伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)4．測(cè)量反饋裝置§1-1數(shù)控機(jī)床概述實(shí)際位置速度參數(shù)測(cè)量元件電信號(hào)轉(zhuǎn)換反饋CNC裝置指令位置：安裝在數(shù)控機(jī)床的工作臺(tái)或絲杠上。糾正誤差工作原理§1-1數(shù)控機(jī)床概述5．機(jī)床主體機(jī)床主體機(jī)械部件輔助裝置床身主軸進(jìn)給機(jī)構(gòu)冷卻潤滑換刀夾緊三、數(shù)控機(jī)床的工作過程§1-1數(shù)控機(jī)床概述§1-1數(shù)控機(jī)床概述四、數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)1．加工零件適應(yīng)性強(qiáng)，靈活性好2．加工精度高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定3．綜合功能強(qiáng)，生產(chǎn)效率高4．自動(dòng)化程度高，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度5．生產(chǎn)成本降低，經(jīng)濟(jì)效益好6．?dāng)?shù)字化生產(chǎn)，管理水平提高§1-2數(shù)控機(jī)床分類及常見數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介一、數(shù)控機(jī)床的分類二、常見數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介一、數(shù)控機(jī)床的分類1．按加工路線分類

（1）點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床控制從一點(diǎn)到另一點(diǎn)位置的精確定位?！?-2數(shù)控機(jī)床分類及常見數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介（2）直線控制數(shù)控機(jī)床控制工作臺(tái)以給定的速度，沿平行坐標(biāo)軸方向進(jìn)行直線切削加工運(yùn)動(dòng)?！?-2數(shù)控機(jī)床分類及常見數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介（3）輪廓控制數(shù)控機(jī)床控制加工過程中每一點(diǎn)的速度、方向和位移量，運(yùn)動(dòng)軌跡是任意的直線、圓弧、螺旋線等。§1-2數(shù)控機(jī)床分類及常見數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介2．按控制方式分類

（1）開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床無檢測(cè)反饋裝置，不檢測(cè)運(yùn)動(dòng)的實(shí)際位置，即沒有位置反饋信號(hào)。§1-2數(shù)控機(jī)床分類及常見數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介根據(jù)有無檢測(cè)裝置分類開環(huán)控制閉環(huán)控制全閉環(huán)控制半閉環(huán)控制（2）全閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床

原理：安裝在工作臺(tái)上的檢測(cè)元件將工作臺(tái)實(shí)際位移量反饋到計(jì)算機(jī)中，與所要求的位置指令進(jìn)行比較，用比較的差值進(jìn)行控制，直到差值消除為止?！?-2數(shù)控機(jī)床分類及常見數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介（3）半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床

原理：采用轉(zhuǎn)角位移檢測(cè)元件，推算出工作臺(tái)的實(shí)際位移量，反饋到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行位置比較，用比較的差值進(jìn)行控制?！?-2數(shù)控機(jī)床分類及常見數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介§1-2數(shù)控機(jī)床分類及常見數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介3．按加工方式分類（1）金屬切削類數(shù)控機(jī)床（2）金屬成形類數(shù)控機(jī)床（3）數(shù)控特種加工機(jī)床（4）其他類型的數(shù)控機(jī)床二、常見數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介1．?dāng)?shù)控車床§1-2數(shù)控機(jī)床分類及常見數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介

數(shù)控車床是一種用于完成車削加工的數(shù)控機(jī)床，主要用于旋轉(zhuǎn)體工件的加工。其主運(yùn)動(dòng)為工件相對(duì)于刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，切削能由主運(yùn)動(dòng)（工件旋轉(zhuǎn)）提供，而不是由刀具提供。2．?dāng)?shù)控銑床§1-2數(shù)控機(jī)床分類及常見數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介

數(shù)控銑床是以銑削為加工方式的數(shù)控機(jī)床，通常銑刀旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)，工件或（和）銑刀的移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。3．加工中心§1-2數(shù)控機(jī)床分類及常見數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介加工中心是指帶有刀庫（帶有回轉(zhuǎn)刀架的數(shù)控車床除外）和刀具自動(dòng)交換裝置的數(shù)控機(jī)床。加工中心有兩種或兩種以上加工方式（如銑削、鏜削、鉆削）。4．?dāng)?shù)控磨床數(shù)控磨床是利用磨具對(duì)工件表面進(jìn)行磨削加工的數(shù)控機(jī)床。數(shù)控磨床可分為數(shù)控平面磨床、數(shù)控?zé)o心磨床、數(shù)控內(nèi)外圓磨床、數(shù)控立式萬能磨床、數(shù)控坐標(biāo)磨床、數(shù)控成形磨床等§1-2數(shù)控機(jī)床分類及常見數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介5．?dāng)?shù)控鉆床數(shù)控鉆床是主要用鉆頭在工件上加工孔的數(shù)控機(jī)床。鉆頭旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)，鉆頭軸向移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)§1-2數(shù)控機(jī)床分類及常見數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介6．?dāng)?shù)控電火花成形機(jī)床電火花成形機(jī)床是用電火花成形加工方法加工型腔、型孔、型面的電火花加工機(jī)床。其工作原理是利用兩個(gè)不同極性的電極在絕緣液體中產(chǎn)生放電現(xiàn)象去除材料進(jìn)而完成加工。它適用于形狀復(fù)雜的模具及難加工材料的加工?！?-2數(shù)控機(jī)床分類及常見數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介7．?dāng)?shù)控線切割機(jī)床

電火花線切割機(jī)床是以金屬絲作工具電極對(duì)工件進(jìn)行切割加工的電火花加工機(jī)床。其工作原理與電火花成形機(jī)床類似§1-2數(shù)控機(jī)床分類及常見數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介§1-3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系一、坐標(biāo)系確定原則二、坐標(biāo)軸的確定三、工件坐標(biāo)系四、數(shù)控機(jī)床上的有關(guān)點(diǎn)§1-3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系

在數(shù)控機(jī)床上，應(yīng)該如何描述機(jī)床的運(yùn)動(dòng)？一、坐標(biāo)系確定原則1．刀具相對(duì)于靜止工件而運(yùn)動(dòng)的原則2．標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)（機(jī)床坐標(biāo)）系的規(guī)定§1-3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系3．運(yùn)動(dòng)方向的規(guī)定二、坐標(biāo)軸的確定1．?dāng)?shù)控車床坐標(biāo)系的確定（1）Z坐標(biāo)：Z

坐標(biāo)軸平行于機(jī)床的主要主軸軸線。對(duì)于數(shù)控車床而言，其主要主軸帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)，Z

坐標(biāo)軸應(yīng)平行于該主軸軸線，且規(guī)定從工件到尾座的方向?yàn)閆

坐標(biāo)軸的正方向。（2）X坐標(biāo)：X

坐標(biāo)軸一般為水平方向并垂直于Z

坐標(biāo)軸。對(duì)于數(shù)控車床而言，X坐標(biāo)軸方向規(guī)定為工件的徑向且平行于車床的橫導(dǎo)軌，其正方向應(yīng)是離開旋轉(zhuǎn)軸的方向。（3）Y坐標(biāo)方向：Y坐標(biāo)垂直于X、Z坐標(biāo)軸，依據(jù)右手笛卡兒直角坐標(biāo)系確定?！?-3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系§1-3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系（1）Z坐標(biāo)軸：Z坐標(biāo)軸是由主要傳遞切削動(dòng)力的主軸所決定的。在有主軸的機(jī)床中，與主軸軸線平行的坐標(biāo)軸即為Z坐標(biāo)軸。（2）X坐標(biāo)軸：X坐標(biāo)軸一般為水平方向，它垂直于Z坐標(biāo)軸且平行于工件的裝夾方向。對(duì)于立式銑床，Z坐標(biāo)軸方向是鉛垂的，站在工作臺(tái)前，從主軸向立柱看，水平向右方向?yàn)閄坐標(biāo)軸的正方向，如圖1-18a所示；對(duì)于臥式銑床，Z坐標(biāo)軸方向是水平的，從主軸向工件看（即從機(jī)床背面向工件看），向右方向?yàn)閄坐標(biāo)軸的正方向，如圖1-18b所示。（3）Y坐標(biāo)：Y坐標(biāo)垂直于X、Z坐標(biāo)軸，根據(jù)右手迪卡兒坐標(biāo)系來進(jìn)行判別?！?-3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系2．?dāng)?shù)控銑床/加工中心坐標(biāo)系的確定§1-3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系課堂練習(xí)繪制下圖所示機(jī)床的機(jī)床坐標(biāo)系?！?-3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系三、工件坐標(biāo)系§1-3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系

為了使編程人員能夠直接根據(jù)圖樣進(jìn)行編程，通常在工件上選擇確定一個(gè)與機(jī)床坐標(biāo)系有一定關(guān)系的坐標(biāo)系，這個(gè)坐標(biāo)系即稱為工件坐標(biāo)系或編程坐標(biāo)系。

1．機(jī)床原點(diǎn)也稱機(jī)床零點(diǎn)，即機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)，是指在機(jī)床上設(shè)置的一個(gè)固定點(diǎn)，是數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工運(yùn)動(dòng)的基準(zhǔn)參考點(diǎn)。

數(shù)控車床的機(jī)床原點(diǎn)—一般設(shè)在卡盤端面與主軸中心線的交點(diǎn)處。

數(shù)控銑床的原點(diǎn)—一般設(shè)在X、Y、Z坐標(biāo)的正方向極限位置上。四、數(shù)控機(jī)床上的有關(guān)點(diǎn)§1-3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系數(shù)控車床的機(jī)床原點(diǎn)數(shù)控銑床的機(jī)床原點(diǎn)§1-3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系2．機(jī)床參考點(diǎn)

機(jī)床參考點(diǎn)對(duì)機(jī)床原點(diǎn)的坐標(biāo)是一個(gè)已知數(shù)。數(shù)控車床的參考點(diǎn)與機(jī)床原點(diǎn)

數(shù)控銑床：機(jī)床原點(diǎn)和機(jī)床參考點(diǎn)是重合的。

數(shù)控車床：機(jī)床參考點(diǎn)一般是離機(jī)床原點(diǎn)最遠(yuǎn)的極限點(diǎn)?！?-3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系

選擇工件原點(diǎn)時(shí)，最好把工件原點(diǎn)放在零件圖樣上的尺寸能夠方便地轉(zhuǎn)換成坐標(biāo)值的地方。3．工件原點(diǎn)§1-3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系§1-3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系4．刀具相關(guān)點(diǎn)（1）刀位點(diǎn)——刀具的定位基準(zhǔn)點(diǎn)。鉆頭的刀位點(diǎn)車刀的刀位點(diǎn)圓柱銑刀的刀位點(diǎn)球頭