第一章緒論sanpeng@139205900382/7/202311.1數(shù)控機床的基本概念1.2數(shù)控機床機械結構的主要組成1.3數(shù)控機床機械結構的主要特點1.4數(shù)控機床故障分類1.5數(shù)控機床的最新發(fā)展第一章緒論第1章緒論2/7/202321.1.1數(shù)控機床的組成

(1)主機主機是數(shù)控機床的本體，主要由各種機械部件組成，包括底座、床身、主軸箱、進給機構等。(2)數(shù)控裝置數(shù)控裝置是數(shù)控機床的控制核心，一般由一臺專用計算機構成。(3)驅動裝置驅動裝置是執(zhí)行機構的驅動部件，包括主軸電動機、進給伺服電動機等。(4)輔助裝置輔助裝置是數(shù)控機床的一些配套部件，如自動排屑部件、自動對刀部件、工作臺、安全防護裝置、自動檢測裝置等。

1.1數(shù)控機床的基本概念2/7/20233一、基本概念什么是數(shù)控機床機床本體數(shù)控裝置緒論2/7/20234二、數(shù)控機床的組成機械部分2/7/20235二、數(shù)控機床的組成數(shù)控部分PLC及各種電器（接觸器，繼電器等）弱電帶動強電繼電器—接觸器—變頻器、伺服—推動主軸絲杠運動2/7/20236二、數(shù)控機床的基本工作原理

1.1.2數(shù)控機床的基本工作原理

數(shù)控機床是用計算機與數(shù)字化指令控制機床各運動部件的動作，從而實現(xiàn)機床加工的自動化。數(shù)控機床基本工作原理框圖如圖1.1所示。加工程序可通過輸入設備存儲于數(shù)控裝置（CNC計算機數(shù)字控制系統(tǒng)）內的存儲器上，在需要的時候也可將存儲器內的加工程序通過輸入設備把加工程序存儲在外部存儲介質上，以長期保存。數(shù)控裝置是數(shù)控機床的控制系統(tǒng)，它采集和控制著機床所有的運動狀態(tài)和運動量。圖1.1數(shù)控機床基本工作原理框圖2/7/20237三、數(shù)控機床的特點1.1.3數(shù)控機床的特點（視頻）⑴自動化程度高，可以減輕工人的勞動強度。⑵加工精度高、加工質量穩(wěn)定可靠、重復性好。⑶加工生產率高。⑷對零件加工的適應性強、靈活性好、能加工形狀復雜的零件。⑸有利于生產管理的現(xiàn)代化。

2/7/20238四、數(shù)控機床的分類1.1.4數(shù)控機床的分類

按機械運動的軌跡可分為：點位控制系統(tǒng)、直線控制系統(tǒng)和連續(xù)控制系統(tǒng)。按伺服系統(tǒng)的類型可分為：開環(huán)伺服系統(tǒng)

視頻2、半閉環(huán)伺服系統(tǒng)和閉環(huán)伺服系統(tǒng)。按控制坐標數(shù)可分為：兩坐標數(shù)控機床、兩坐標半數(shù)控機床、三坐標數(shù)控機床和多坐標數(shù)控機床。

2/7/20239按數(shù)控機床的加工方式，分為以下幾類：⑴金屬切削類數(shù)控車床、銑床、鉆床、鏜床、磨床、齒輪加工機床視頻1視頻2視頻3和加工中心等。⑵金屬成形類數(shù)控折彎機

2、彎管機、沖床、旋壓機、切管機等。⑶特種加工類數(shù)控線切割機（如圖1.2）、電火花加工機床（如圖1.3）、激光切割機和快速成型機等。⑷其他類數(shù)控火焰切割機床、數(shù)控激光熱處理機床、三坐標測量機等。2/7/202310除機床基礎部件外，還有下列幾部分：⑴主傳動系統(tǒng)。⑵進給傳動系統(tǒng)。⑶實現(xiàn)工件回轉、定位的裝置和附件。⑷實現(xiàn)某些部件動作和輔助功能的系統(tǒng)和裝置，如液壓、氣動、潤滑、冷卻等系統(tǒng)和排屑、防護等裝置。

1.2數(shù)控機床機械結構的主要組成2/7/202311自動換刀裝置自動排削裝置自動潤滑裝置液壓站回轉臺和交換臺數(shù)控機床輔助裝置2/7/202312

⑸刀架或自動換刀（ATC）。⑹自動拖盤交換裝置（APC）。⑺特殊功能裝置，如刀具破損監(jiān)控、精度檢測和監(jiān)控裝置。⑻為完全自動化控制功能的各種反饋信號及元器件。如圖1.4

為CK6136型數(shù)控車床結構如圖1.5為DMC75Vlinear立式加工中心結構如圖1.6為三坐標數(shù)控銑床結構。2/7/2023131.3.1高剛度和高抗振性（提高靜剛度和固有頻率（動剛度）、增加阻尼、新材料和鋼板焊接結構）1.3.2采用減少機床熱變形的措施(圖1.7)（機床對稱布局結構、傾斜床身和斜滑板、熱平衡措施、控制溫度、強冷、熱位移補償）1.3.3驅動系統(tǒng)機械結構簡化（圖1.8）1.3.4高傳動效率和無間隙傳動裝置1.3.5低摩擦因數(shù)的導軌1.3數(shù)控機床機械結構的主要特點2/7/202314

1．從故障的起因分類：關聯(lián)性和非關聯(lián)性故障。2．從故障的時間分類：隨機故障和有規(guī)則故障3．從故障的發(fā)生狀態(tài)分類：突然故障和漸變故障4．按故障的影響程度分類：完全失效和部分失效故障5．按故障的嚴重程度分類：危險性故障和安全性故障6．按故障的性質分類：軟件故障、硬件故障和干擾故障

1.4數(shù)控機床故障分類2/7/2023151．高速度、高精度化（直線電機

視頻1視頻2、高速電主軸、液體靜壓軸承

動壓軸承、陶瓷滾動軸承）2．多功能化配有自動換刀機構(刀庫容量可達100把以上)的各類加工中心3．引進自適應控制技術4．數(shù)控系統(tǒng)將采用更高集成度的電路芯片以提高可靠性5．CAD／CAM圖形交互式自動編程6．工序集約化如圖1.9，圖1.10所示。1.5數(shù)控機床的最新發(fā)展2/7/2023162/7/202317圖1.1數(shù)控機床基本工作原理框圖2/7/202318圖1.2數(shù)控線切割機床圖1.3電火花加工機床2/7/202319圖1.4CK6136型數(shù)控車床1-主軸2-床鞍3-刀架4-防護罩5-機床控制操作面板6-數(shù)控系統(tǒng)7-尾座8-床身2/7/202320圖1.5DMC75Vlinear立式加工中心1-擺動主軸2-床身3-刀庫4-滑座5-數(shù)控回轉工作臺6-機床操作面板7-數(shù)控系統(tǒng)界面8-防護門9-強電控制柜567843219

2/7/202321圖1.6三坐標數(shù)控銑床結構示意圖2/7/202322圖1.7熱變形自動補償裝置a)軸向補償b）立柱熱平衡補償