数控机床原理及应用 绪论

数控机床绪论“蓝领层”数控技术人才：承担数控机床的具体操作及日常简单维护工作的技术工人。“灰领层”数控技术人才：承担数控编程的工艺员和数控机床维护、维修人员。“金领层”数控技术人才：具备并精通数控操作、数控工艺编程和数控机床维护、维修所需要的综合知识，积累了大量实际经验，知识面广。数控机床绪论“蓝领型”：以传统的机械制造技术为基础，学习，掌握“数控机床原理及应用基础”和“数控加工编程技术”，掌握“CAD/CAM”软件。“灰领型”：编程工艺员，应具有良好的数学基础，熟悉产品的三维设计，产品的加工工艺；维修人员，以机、电、光和液（气）控制技术为基础，掌握数控机床维护与维修的技术和技能。“金领型”：有较扎实的专业基础，较全面地掌握数控设备的相关原理与技术，具备数控设备研制与开发能力，掌握网络技术，有较高的外语水平。数控机床绪论图3.企业未来数控人才需求趋势图20.59%18.76%51.00%15.02%数控编程系统维修机床操作以上均能从事数控机床绪论普通机床概论部分：典型机床：C6140车床、M1432A磨床、铣床其它机床：钻床、镗床等目的：了解通用机床的主要类型、性能及工艺范围熟悉典型机床的工作原理、传动、运动及结构能够合理选择和使用机床及常用机床辅具。掌握认识机床和分析机床的方法和步骤数控机床绪论数控机床部分：通过数控机床的结构和工作原理的介绍，使同学们1、熟悉数控机床机械的结构和工作原理，掌握数控机床对一些机械部件的要求。2、使学生了解数控系统、伺服驱动系统的基本组成及原理，为今后更好地使用机床和维护数控机床奠定基础。3、初步掌握数控机床选型、安装、调试、验收的的知识、验收机床精度的方法。数控机床绪论第一章绪论第一节数控机床的基本组成及工作原理一、数控机床的产生原因—社会生产发展（军备竞赛的产物）目的—解决单件、中小批量精密复杂零件的加工问题数控机床绪论自动机床数控机床绪论组合机床数控机床绪论二、概念：数字控制：是指用数字信息控制机械运动。数控机床：是一种装有程序控制系统（数控系统）的高效自动化机床。它综合了综合了计算机、自动控制、精密测量、机床的机构设计与制造等方面的最新成果。数控系统：数控设备的数据处理和控制电路以及伺服机构等统称数控控制系统。它由程序输入\输出设备、计算机数字控制装置、可编程控制器、主轴进给及驱动装置等组成。数控机床绪论三、计算机数控的发展从1952年至今，数控机床按数控系统的发展经历了五代。第一代：1955年数控系统以电子管组成，体积大，功耗大。第二代：1959年数控系统以晶体管组成，广泛采用印刷电路板。出现带自动换刀装置的数控机床，称为加工中心。第三代：1965年数控系统采用小规模集成电路，其特点是体积小，功耗低，可靠性有了提高。数控机床绪论1970年采用小型计算机控制的计算机数控系统（简称CNC），使数控装置进入了以小型计算机化为特征的第四代。其部分功能由软件实现。1974年，研制成功使用微处理器和半导体存贮器的微型计算机数控装置（简称MNC），这是第五代数控系统。使实现真正意义上机电一体化成为可能。三、计算机数控的发展（续）数控机床绪论四、基本结构及工作原理数控机床绪论控制介质输入装置数控装置伺服驱动装置机床主运动机构进给运动机构辅助动作机构位置检测数控机床的基本结构辅助控制装置数控机床绪论1、控制介质控制介质是记录零件加工程序的媒介2、输入装置将所输入的程序载体上的数控程序变成相应的电脉冲信号，传送并存入数控装置内。3、数控装置数控装置是接受输入装置送来的脉冲信号，经过编译、运算和逻辑处理后，输出指令控制机床的各个部分，按程序动作的装置。数控机床绪论4、伺服驱动装置伺服驱动装置的作用是把来自CNC装置的各种指令（脉冲信号），经过功率放大后，驱动电动机运转，通过机械传动装置拖动工作台或刀架运动。伺服驱动装置包括驱动部分和执行机构两大部分。在数控机床的伺服驱动机构中，常用的驱动元件有功率步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机，后二者都带有感应同步器、编码器等位置检测元件。数控机床绪论作用：检测机床的运动方向、速率、距离等参数，并将物理量转变成电信号显示出来或送给机床数控装置，使数控装置能够校核机床的工作情况及实际位置是否与指令一致，并由机床数控装置发出指令，纠正产生的误差。6、辅助控制装置5、反馈检测系统数控机床绪论组成：由主运动部件、进给运动部件（工作台、拖板以及相应的传动机构）、支承件（立柱、床身等）以及特殊装置（刀具自动交换系统工件自动交换系统）和辅助装置（如排屑装置等）。7、机床数控机床绪论第二节、数控机床的分类1、按加工工艺分类普通数控机床：如：数控车床、数控铣床、数控磨床、数控钻床等等加工中心：带刀库和自动换刀装置如：车削中心、加工中心金属成型类数控机床如：数控折弯机、数控弯管机、数控回转头压力机。数控特种加工机床如：数控线切割机床、数控电火花加工机床、数控激光切割机床。其它：三坐标测量机、机械手（工业机器人）、自动绘图机等数控机床绪论2、按机床运动轨迹分类点位控制数控机床为点到点精确定位运动，运动过程中不进行任何加工。这类机床有数控钻床、数控坐标镗床、数控冲剪床、数控测量机等。数控机床绪论直线控制数控机床除点到点的准确位置之外，还要保证两点之间移动的轨迹是直线，而且对移动的速度也要进行控制，以便适应随工艺因素变化的不同需要。简易数控车床、数控镗铣床，一般有23个可控坐标轴，但同时控制的坐标轴只有一个。数控机床绪论轮廓控制的数控机床能够对两个或两个以上运动坐标的位移及速度进行连续相关的控制，因而可进行曲线或曲面的加工。数控机床绪论3、按驱动装置的类型分类开环控制数控机床特点：结构简单，步进驱动、步进电机，无位置速度反馈数控机床绪论半闭环控制数控机床特点：精度较高，采用交流或直流伺服驱动及伺服电机，有角位移、角速度检测装置，结构紧凑数控机床绪论闭环控制数控机床特点：精度高，采用交流或直流伺服驱动及伺服电机，有直线位移、速度检测装置，价格贵，调试困难数控机床绪论混合控制数控机床开环补偿型半闭环补偿型数控机床绪论第三节数控机床的特点及应用范围数控机床特点1.复杂零件加工2.高精度3.加工稳定可靠4.高柔性5.高生产率6.劳动条件好7.有利于管理现代化8.投资大，使用费用高9.生产准备工作复杂10.维修困难数控机床绪论数控机床的应用范围1、多品种小批量生产的零件2、结构比较复杂的零件3、需要频繁改型的零件4、价值昂贵，不允许报废的关键零件5、需要最短生产周期的急需零件数控机床绪论