數(shù)控加工工藝與編程技術(shù)基礎(chǔ)模塊一數(shù)控加工基礎(chǔ)知識(shí)黃冬英江蘇省江陰中等專業(yè)學(xué)?！卷?xiàng)目目標(biāo)】1.了解數(shù)控機(jī)床的概念、分類、發(fā)展、適用范圍與特點(diǎn)；2.了解數(shù)控機(jī)床的組成及工作過(guò)程。項(xiàng)目1：數(shù)控機(jī)床概述通過(guò)中國(guó)智能制造的學(xué)習(xí)，領(lǐng)悟大國(guó)工匠精神內(nèi)涵，激發(fā)愛國(guó)主義精神和勇于探索創(chuàng)新的熱忱?！舅仞B(yǎng)目標(biāo)】項(xiàng)目1：數(shù)控機(jī)床概述【項(xiàng)目描述】隨著社會(huì)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率的要求越來(lái)越高。數(shù)控機(jī)床不僅在宇航、造船、軍工等領(lǐng)域被廣泛使用，而且也進(jìn)入了汽車、機(jī)械制造、模具加工等行業(yè)。目前，在這些行業(yè)中，產(chǎn)品種類不斷增加，形狀結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，精度和質(zhì)量也在不斷提高。因此，普通機(jī)床越來(lái)越難以滿足這種生產(chǎn)發(fā)展的需要。同時(shí)，由于生產(chǎn)水平的提高，數(shù)控機(jī)床的價(jià)格不斷下降，從而極大地促進(jìn)了數(shù)控機(jī)床的普及、應(yīng)用和發(fā)展。那么什么是數(shù)控機(jī)床？它與傳統(tǒng)的機(jī)床加工有什么區(qū)別？【項(xiàng)目鏈接】一、數(shù)控機(jī)床概述

1.數(shù)控機(jī)床的概念

數(shù)字控制機(jī)床(NumericalControlMachineTool)簡(jiǎn)稱數(shù)控機(jī)床，是一種裝有程序控制系統(tǒng)(數(shù)控系統(tǒng))的自動(dòng)化機(jī)床。2.數(shù)控機(jī)床的分類

數(shù)控機(jī)床常用的分類方法有按數(shù)控機(jī)床加工原理分類、按數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)方式分類和按進(jìn)給伺服系統(tǒng)控制方式分類。（1）按數(shù)控機(jī)床加工原理分類

按數(shù)控機(jī)床加工原理可把數(shù)控機(jī)床分為普通數(shù)控機(jī)床和特種加工數(shù)控機(jī)床。1）普通數(shù)控機(jī)床。如數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心（帶有刀庫(kù)和自動(dòng)換刀裝置）等各種普通數(shù)控機(jī)床。(a)數(shù)控車床(b)加工中心2）特種加工數(shù)控機(jī)床。如線切割數(shù)控機(jī)床，對(duì)硬度很高的工件進(jìn)行切割加工；如電火花成型加工數(shù)控機(jī)床，采用電火花原理對(duì)工件的型腔進(jìn)行加工。(a)線切割數(shù)控機(jī)床(b)電火花成型加工數(shù)控機(jī)床（2）按數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)方式分類

數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)方式主要有三種形式：點(diǎn)位控制系統(tǒng)、直線控制系統(tǒng)和輪廓控制系統(tǒng)。1）點(diǎn)位控制系統(tǒng)。2）直線控制系統(tǒng)。3）輪廓控制系統(tǒng)。BABABA（3）按進(jìn)給伺服系統(tǒng)控制方式分有三種形式：開環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)和半閉環(huán)控制系統(tǒng)。無(wú)檢測(cè)裝置1）開環(huán)控制系統(tǒng)沒(méi)有任何檢測(cè)反饋裝置，CNC裝置發(fā)出的指令信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行功率放大后，通過(guò)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)機(jī)床工作臺(tái)移動(dòng)，信號(hào)的傳輸是單方向。2）半閉環(huán)控制系統(tǒng)

采用角位移檢測(cè)裝置，該裝置直接安裝在伺服電動(dòng)機(jī)軸或滾珠絲杠端部，用來(lái)檢測(cè)伺服電動(dòng)機(jī)或絲杠的轉(zhuǎn)角，推算出工作臺(tái)的實(shí)際位移量，反饋到CNC裝置的比較器中，與程序指令值進(jìn)行比較，用差值進(jìn)行控制，到差值為零。------------------------------------------角位移檢測(cè)3）閉環(huán)控制系統(tǒng)這類數(shù)控系統(tǒng)采用直線位移檢測(cè)裝置，該裝置安裝在機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件或工作臺(tái)上，將檢測(cè)到的實(shí)際位移反饋到CNC裝置的比較器中，與程序指令值進(jìn)行比較，用差值進(jìn)行控制，直到差值為零。直線位移檢測(cè)裝置1）多品種、小批量生產(chǎn)的零件。2）形狀結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的零件。3）需要頻繁改型的零件。4）價(jià)值昂貴、不允許報(bào)廢的關(guān)鍵零件。5）設(shè)計(jì)制造周期短的急需零件。6）批量較大、精度要求較高的零件。3.數(shù)控機(jī)床的適用范圍與加工特點(diǎn)（1）數(shù)控機(jī)床的適用范圍

（2）數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn)1）自動(dòng)化程度高。2）具有加工復(fù)雜形狀零件的能力。3）生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短。4）加工精度高，質(zhì)量穩(wěn)定。5）生產(chǎn)率高。6）易于建立計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)。4.數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)（1）高速、高效化

（2）高精度（3）高可靠性（4）智能化

（5）數(shù)控自動(dòng)編程（6）復(fù)合化

二、數(shù)控機(jī)床的組成及工作過(guò)程數(shù)控機(jī)床一般由數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床本體組成。數(shù)控機(jī)床的組成示意圖1—床身2—主軸箱3—電氣控制箱4—刀架

5—數(shù)控裝置6—尾座7—導(dǎo)軌8—絲杠9—防護(hù)板臥式數(shù)控車床的組成1—工作臺(tái)2—刀庫(kù)3—換刀裝置4—伺服電動(dòng)機(jī)5—主軸6—導(dǎo)軌7—床身8—數(shù)控系統(tǒng)立式加工中心的組成1.數(shù)控機(jī)床的組成（1）數(shù)控系統(tǒng)1）操作面板。2）數(shù)控裝置(CNC單元)。包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、位置控制板、PLC接口板、通信接口板、特殊功能模塊以及相應(yīng)的控制軟件。3）伺服單元、驅(qū)動(dòng)裝置和測(cè)量裝置。主軸位置與速度編碼器串行數(shù)字主軸電動(dòng)機(jī)串行主軸放大器光柵光電編碼器4）PLC、機(jī)床I/O電路和裝置。PLC。用于完成與邏輯運(yùn)算有關(guān)的順序動(dòng)作的I/O控制，由硬件和軟件組成?？删幊炭刂破鳎≒LC）（2）機(jī)床本體

機(jī)床本體是數(shù)控機(jī)床的主體部分。1）主傳動(dòng)系統(tǒng)2）進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)3）機(jī)床基礎(chǔ)件、床身、底座、立柱、滑座、工作臺(tái)等4）刀庫(kù)、刀架和自動(dòng)換刀裝置(ATC)、托盤交換裝置（APC）5）輔助裝置（如液壓、氣動(dòng)、潤(rùn)滑、冷卻、防護(hù)、排屑等）6）實(shí)現(xiàn)工件回轉(zhuǎn)、分度定位的裝置和附件，特殊功能裝置(如刀具破損檢測(cè)、精度檢測(cè)、監(jiān)控裝置）機(jī)床本體主運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件支撐件特殊裝置輔助裝置換刀裝置2.數(shù)控機(jī)床的工作過(guò)程準(zhǔn)備階段編程階段程序校驗(yàn)加工階段【項(xiàng)目實(shí)施】

學(xué)生通過(guò)查閱資料，分組討論數(shù)控機(jī)床的類型、組成及特點(diǎn)等。帶領(lǐng)學(xué)生參觀數(shù)控實(shí)訓(xùn)或產(chǎn)教融合車間，根據(jù)所講知識(shí)，辨別各種不同的數(shù)控機(jī)床，小組記錄相應(yīng)的類型、代號(hào)等，觀看加工過(guò)程及學(xué)生作品，并討論與