数控加工基础第一章

第一章数控机床基础知识§1—1数控机床概述§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§1—1数控机床概述一、数控与数控机床的概念二、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数控机床概述数控：即数字控制（NumericalControl，简称NC），是20世纪中期发展起来的一种用数字化信号进行控制的自动控制技术。数控机床：是用数字化信号对机床的运动及其加工过程进行控制的机床，或者说是装备了数控系统的机床。一、数控与数控机床的概念二、数控机床的组成§1—1数控机床概述§1—1数控机床概述数控车床外观图§1—1数控机床概述立式数控铣床外观图控制介质—将零件加工信息传送到数控装置去的程序载体。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，由驱动和执行两大部分组成。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．适应性强2．加工精度高3．生产效率高4．自动化程度高，劳动强度低§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。控制运动的方式§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有无检测装置开环控制闭环控制全闭环控制半闭环控制（2）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。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一种用于完成铣削加工或镗削加工的数控机床。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具有刀库，具有自动换刀功能，是对工件一次装夹后进行多工序加工的数控机床。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机床。主要用途：加工高硬度、高精度表面。§1—2数控机床分类及常见数控机床简介5．数控钻床数控钻床主要具备钻孔、攻螺纹等功能，同时也具备简单的铣削功能，刀库可存放多种刀具。§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。§1—2数控机床分类及常见数控机床简介7．数控线切割机床工作原理与数控电火花成形机床一样，其电极是电极丝，加工液一般采用去离子水。§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．运动方向的规定右手笛卡儿直角坐标系§1—3数控机床坐标系二、坐标轴的确定1．Z坐标轴（1）机床有几个主轴，则选一个垂直于工件装夹平面的主轴方向。（2）主轴能够摆动，则选垂直于工件装夹平面的方向。（3）机床无主轴，则选垂直于工件装夹平面的方向。§1—3数控机床坐标系2．X坐标轴X坐标轴平行于工件的装夹平面，一般在水平面内。工件回转刀具回转§1—3数控机床坐标系Z坐标轴水平Z坐标轴垂直两种情况3．Y坐标轴在确定了X和Z坐标轴后，可根据X和Z坐标轴的正方向，按照右手笛卡儿坐标系来确定Y坐标轴及其正方向。数控车床坐标轴的移动数控铣床工作台的移动§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§1—3数控机床坐标系开机回参考点的目的就是为了建立机床坐标系，只有机床参考点被确认后，刀具(或工作台)移动才有基准。数控铣床机床回零数控车床机床回零选择工件原点时，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铣刀的刀位点（2）对刀点——数控加工中刀具相对工件运动的起点，程序也从该点开始执行，也称为起刀点或程序起点。车削零件的对刀点对刀点选择原则：找正容易编程方便对刀误差小加工时检查方便、可靠§1—3数控机床坐标系（3）换刀点——换刀点是为数控车床、加工中心等多刀加工的机床而设置的，其设定的位置要根据工序内容而定。§1—3数控机床坐标系