機械數(shù)控機床原理第01章工程課件

第第1章章概概述述1.1 數(shù)控機床的發(fā)展和特點數(shù)控機床的發(fā)展和特點1.2 數(shù)控機床的組成與工作原理數(shù)控機床的組成與工作原理1.3 數(shù)控機床的常見類型數(shù)控機床的常見類型1.1數(shù)控機床的發(fā)展和特點數(shù)控機床的發(fā)展和特點制造業(yè)是一個國家國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)制造業(yè)是一個國家國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)。1.1.1 數(shù)控機床的發(fā)展數(shù)控機床的發(fā)展1高速、高精度化高速、高精度化高速指的是高的主軸轉(zhuǎn)速、高的快速移高速指的是高的主軸轉(zhuǎn)速、高的快速移動速度和高的換刀速度動速度和高的換刀速度。高精度化是指提高數(shù)控機床的精度。高精度化是指提高數(shù)控機床的精度。2高可靠性高可靠性數(shù)控機床的平均無故障工作時間數(shù)控機床的平均無故障工作時間（小時）。（小時）。3機床功能復合化機床功能復合化復合化是為了提高零件加工效率，減復合化是為了提高零件加工效率，減少輔助時間。能減少裝卸時間，提高機床少輔助時間。能減少裝卸時間，提高機床生產(chǎn)效率，減少半成品庫存量，又能保證生產(chǎn)效率，減少半成品庫存量，又能保證和提高形位精度。和提高形位精度。4智能化、網(wǎng)絡化、柔性化智能化、網(wǎng)絡化、柔性化智智能能化化是是指指數(shù)數(shù)控控機機床床控控制制加加工工精精度度和和加加工工效率的智能化。效率的智能化。網(wǎng)網(wǎng)絡絡化化可可以以進進行行跨跨地地域域的的協(xié)協(xié)同同設設計計、協(xié)協(xié)同同制造、信息共享、遠程監(jiān)控及遠程服務制造、信息共享、遠程監(jiān)控及遠程服務1.1.2 數(shù)控機床的特點數(shù)控機床的特點1對加工對象的適應性強對加工對象的適應性強2加工精度高加工精度高3生產(chǎn)效率高生產(chǎn)效率高4操作者勞動強度低操作者勞動強度低5經(jīng)濟效益好經(jīng)濟效益好6便于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化便于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化1.2數(shù)控機床的組成與工作原理數(shù)控機床的組成與工作原理1.2.1 數(shù)控機床組成數(shù)控機床組成數(shù)數(shù)控控機機床床按按照照事事先先編編制制好好的的程程序序，由由數(shù)數(shù)控控系系統(tǒng)統(tǒng)控控制制完完成成預預定定的的運運動動軌軌跡跡和和輔輔助助動動作作。它它一一般般由由程程序序載載體體、輸輸入入裝裝置置、CNC單單元元、伺伺服服系系統(tǒng)統(tǒng)、位位置置反反饋饋系系統(tǒng)統(tǒng)和和機機床本體組成。如圖床本體組成。如圖1.2所示。所示。圖1.2 數(shù)控機床的組成 1.2.2 數(shù)控機床的工作原理數(shù)控機床的工作原理在數(shù)控機床上加工零件通常需要經(jīng)過以在數(shù)控機床上加工零件通常需要經(jīng)過以下幾個步驟。下幾個步驟。制訂工藝規(guī)程。制訂工藝規(guī)程。將將NC程序通過輸入裝置傳輸?shù)綌?shù)控程序通過輸入裝置傳輸?shù)綌?shù)控機床的機床的CNC系統(tǒng)。系統(tǒng)。CNC系統(tǒng)分析程序段，并按要求將系統(tǒng)分析程序段，并按要求將相應的指令、數(shù)值傳送到各個坐標軸的伺相應的指令、數(shù)值傳送到各個坐標軸的伺服系統(tǒng)及機床強電控制系統(tǒng)服系統(tǒng)及機床強電控制系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)驅(qū)動機床的運動部件。伺服系統(tǒng)驅(qū)動機床的運動部件。位置編碼器檢測并反饋給數(shù)控系統(tǒng)。位置編碼器檢測并反饋給數(shù)控系統(tǒng)。機床輔助動作由數(shù)控系統(tǒng)的機床輔助動作由數(shù)控系統(tǒng)的PLC直接控制。直接控制。1程序載體程序載體程序載體用于記錄數(shù)控機床加工零件程序載體用于記錄數(shù)控機床加工零件所需的程序。所需的程序。2輸入裝置輸入裝置輸入裝置的作用是將程序載體上的程輸入裝置的作用是將程序載體上的程序完整、正確地讀入數(shù)控機床的序完整、正確地讀入數(shù)控機床的CNC中。中。3CNC單元單元CNC單元是數(shù)控機床的核心單元是數(shù)控機床的核心。4伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)用于完成坐標軸的驅(qū)動。伺服系統(tǒng)用于完成坐標軸的驅(qū)動。直接影響數(shù)控機床加工的速度、位置直接影響數(shù)控機床加工的速度、位置精度及加工的形狀精度。精度及加工的形狀精度。5位置反饋系統(tǒng)位置反饋系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)半閉環(huán)控制系統(tǒng)半閉環(huán)控制系統(tǒng)6機床本體機床本體是數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)是數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)1.3數(shù)控機床的常見類型數(shù)控機床的常見類型1.3.1 數(shù)控車床數(shù)控車床1普通數(shù)控車床普通數(shù)控車床普普通通數(shù)數(shù)控控車車床床是是機機械械制制造造業(yè)業(yè)擁擁有有量量較較多多的的一一種種車車床床，通通常常稱稱之之為為經(jīng)經(jīng)濟濟型型數(shù)數(shù)控控車車床床。圖圖1.4為為CK6140經(jīng)濟型數(shù)控車床外形圖。經(jīng)濟型數(shù)控車床外形圖。圖1.4 CK6140數(shù)控車床 2全機能數(shù)控車床全機能數(shù)控車床圖圖1.5所示為所示為45傾斜床身的數(shù)控車床傾斜床身的數(shù)控車床（去掉外殼等零部件），具有回輪式刀塔，（去掉外殼等零部件），具有回輪式刀塔，使用滾動導軌支承刀塔溜板，通常稱之為使用滾動導軌支承刀塔溜板，通常稱之為全機能數(shù)控車床。全機能數(shù)控車床。圖1.5 全機能數(shù)控車床 3車削加工中心車削加工中心車車削削加加工工中中心心是是性性能能最最好好的的數(shù)數(shù)控控車車床床，常常用用作作精精加加工工使使用用，其其床床身身均均為為傾傾斜斜結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，如圖如圖1.6所示。所示。圖1.6 車削加工中心 1.3.2 數(shù)控鏜銑床數(shù)控鏜銑床1數(shù)控銑床數(shù)控銑床數(shù)控銑床為三軸控制加工機床，與數(shù)數(shù)控銑床為三軸控制加工機床，與數(shù)控車床不同，其主運動由定尺寸刀具完成，控車床不同，其主運動由定尺寸刀具完成，加工過程所需的運動軌跡由加工過程所需的運動軌跡由X、Y、Z三軸三軸共同運動實現(xiàn)，如圖共同運動實現(xiàn)，如圖1.7所示。所示。圖1.7 數(shù)控銑床 2鏜銑加工中心鏜銑加工中心圖圖1.8所示為所示為FH4000臥式鏜銑加工中心。臥式鏜銑加工中心。圖1.8 臥式鏜銑加工中心 圖圖1.9所示為所示為MCRAR型龍門型五型龍門型五面鏜銑加工中心，它具有面鏜銑加工中心，它具有1500mm5000mm的工作臺面，可以適應的工作臺面，可以適應大、中型零件的精密加工；機床配置的數(shù)大、中型零件的精密加工；機床配置的數(shù)控系統(tǒng)具有五坐標控制功能；為擴展機床控系統(tǒng)具有五坐標控制功能；為擴展機床的工藝范圍，其上配備有多種動力銑頭的工藝范圍，其上配備有多種動力銑頭（角度銑頭、直角銑頭和加長銑頭等），（角度銑頭、直角銑頭和加長銑頭等），根據(jù)加工過程需要，可以自動更換。根據(jù)加工過程需要，可以自動更換。圖1.9 龍門五面鏜銑加工中心 1.3.3 其他數(shù)控機床其他數(shù)控機床1數(shù)控線切割機床數(shù)控線切割機床2數(shù)控沖床數(shù)控沖床