1、數(shù) 控 機(jī) 床,第一章 緒論,1,數(shù)控人才需求,“藍(lán)領(lǐng)層”數(shù)控技術(shù)人才： 承擔(dān)數(shù)控機(jī)床的具體操作及日常簡(jiǎn)單維護(hù)工作的技術(shù)工人。 “灰領(lǐng)層”數(shù)控技術(shù)人才： 承擔(dān)數(shù)控編程的工藝員和數(shù)控機(jī)床維護(hù)、維修人員。 “金領(lǐng)層”數(shù)控技術(shù)人才： 具備并精通數(shù)控操作、數(shù)控工藝編程和數(shù)控機(jī)床維護(hù)、維修所需要的綜合知識(shí)，積累了大量實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，知識(shí)面廣。,2,數(shù)控人才知識(shí)結(jié)構(gòu),“藍(lán)領(lǐng)型”：以傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)為基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)，掌握“數(shù)控機(jī)床原理及應(yīng)用基礎(chǔ)”和“數(shù)控加工編程技術(shù)”，掌握“CAD/CAM”軟件。 “灰領(lǐng)型”： 編程工藝員，應(yīng)具有良好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，熟悉產(chǎn)品的三維設(shè)計(jì)，產(chǎn)品的加工工藝； 維修人員，以機(jī)、電、光和液（氣）

2、控制技術(shù)為基礎(chǔ)，掌握數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修的技術(shù)和技能。 “金領(lǐng)型”：有較扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)，較全面地掌握數(shù)控設(shè)備的相關(guān)原理與技術(shù)，具備數(shù)控設(shè)備研制與開發(fā)能力，掌握網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，有較高的外語水平。,3,未來數(shù)控人才需求,4,課 程 介 紹,普通機(jī)床概論部分： 典型機(jī)床：C6140車床、M1432A磨床、銑床 其它機(jī)床：鉆床、鏜床等 目的： 了解通用機(jī)床的主要類型、性能及工藝范圍 熟悉典型機(jī)床的工作原理、傳動(dòng)、運(yùn)動(dòng)及結(jié)構(gòu) 能夠合理選擇和使用機(jī)床及常用機(jī)床輔具。 掌握認(rèn)識(shí)機(jī)床和分析機(jī)床的方法和步驟,5,課 程 介 紹,數(shù)控機(jī)床部分： 通過數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)和工作原理的介紹，使同學(xué)們 1、熟悉數(shù)控機(jī)床機(jī)械的結(jié)構(gòu)和工

3、作原理，掌握數(shù)控機(jī)床對(duì)一些機(jī)械部件的要求。 2、使學(xué)生了解數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的基本組成及原理，為今后更好地使用機(jī)床和維護(hù)數(shù)控機(jī)床奠定基礎(chǔ)。 3、初步掌握數(shù)控機(jī)床選型、安裝、調(diào)試、驗(yàn)收的的知識(shí)、驗(yàn)收機(jī)床精度的方法。,6,第一章 緒論,第一節(jié) 數(shù)控機(jī)床的基本組成及工作原理,一、數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生 原因社會(huì)生產(chǎn)發(fā)展（軍備競(jìng)賽的產(chǎn)物） 目的解決單件、中小批量精密復(fù)雜零件的加工問題,7,自動(dòng)機(jī)床,8,組合機(jī)床,9,二、概念：,數(shù)字控制：是指用數(shù)字信息控制機(jī)械運(yùn)動(dòng)。 數(shù)控機(jī)床：是一種裝有程序控制系統(tǒng)（數(shù)控系統(tǒng)）的高效自動(dòng)化機(jī)床。它綜合了綜合了計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、精密測(cè)量、機(jī)床的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造等方面的最新成果

4、。 數(shù)控系統(tǒng)：數(shù)控設(shè)備的數(shù)據(jù)處理和控制電路以及伺服機(jī)構(gòu)等統(tǒng)稱數(shù)控控制系統(tǒng)。它由程序輸入輸出設(shè)備、計(jì)算機(jī)數(shù)字控制裝置、可編程控制器、主軸進(jìn)給及驅(qū)動(dòng)裝置等組成。,10,三、計(jì)算機(jī)數(shù)控的發(fā)展,從1952年至今，數(shù)控機(jī)床按數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了五代。 第一代：1955年 數(shù)控系統(tǒng)以電子管組成，體積大，功耗大。 第二代：1959年 數(shù)控系統(tǒng)以晶體管組成，廣泛采用印刷電路板。出現(xiàn)帶自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床，稱為加工中心。 第三代：1965年 數(shù)控系統(tǒng)采用小規(guī)模集成電路，其特點(diǎn)是體積小，功耗低，可靠性有了提高。,11,1970年采用小型計(jì)算機(jī)控制的計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱 CNC），使數(shù)控裝置進(jìn)入了以小型計(jì)算機(jī)化為

5、特征的第四代。其部分功能由軟件實(shí)現(xiàn)。 1974年，研制成功使用微處理器和半導(dǎo)體存貯器的微型計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置（簡(jiǎn)稱 MNC），這是第五代數(shù)控系統(tǒng)。使實(shí)現(xiàn)真正意義上機(jī)電一體化成為可能。,三、計(jì)算機(jī)數(shù)控的發(fā)展（續(xù)）,12,四、基本結(jié)構(gòu)及工作原理,13,控 制 介 質(zhì),輸 入 裝 置,數(shù) 控 裝 置,伺服驅(qū)動(dòng)裝置,位置檢測(cè),數(shù)控機(jī)床的基本結(jié)構(gòu),輔助控制裝置,14,1、控制介質(zhì) 控制介質(zhì)是記錄零件加工程序的媒介,2、輸入裝置,將所輸入的程序載體上的數(shù)控程序變成相應(yīng)的電脈沖信號(hào)，傳送并存入數(shù)控裝置內(nèi)。,3、數(shù)控裝置,數(shù)控裝置是接受輸入裝置送來的脈沖信號(hào)，經(jīng)過編譯、運(yùn)算和邏輯處理后，輸出指令控制機(jī)床的各個(gè)部分

6、，按程序動(dòng)作的裝置。,15,4、伺服驅(qū)動(dòng)裝置,伺服驅(qū)動(dòng)裝置的作用是把來自CNC裝置的各種指令（脈沖信號(hào)），經(jīng)過功率放大后，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，通過機(jī)械傳動(dòng)裝置拖動(dòng)工作臺(tái)或刀架運(yùn)動(dòng)。 伺服驅(qū)動(dòng)裝置包括驅(qū)動(dòng)部分和執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩大部分。 在數(shù)控機(jī)床的伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中，常用的驅(qū)動(dòng)元件有功率步進(jìn)電機(jī)、直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)，后二者都帶有感應(yīng)同步器、編碼器等位置檢測(cè)元件。,16,作用：檢測(cè)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)方向、速率、距離等參數(shù)，并將物理量轉(zhuǎn)變成電信號(hào)顯示出來或送給機(jī)床數(shù)控裝置，使數(shù)控裝置能夠校核機(jī)床的工作情況及實(shí)際位置是否與指令一致，并由機(jī)床數(shù)控裝置發(fā)出指令，糾正產(chǎn)生的誤差。 6、輔助控制裝置,5、反饋檢測(cè)系統(tǒng),17

7、,組成：由主運(yùn)動(dòng)部件、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件（工作臺(tái)、拖板以及相應(yīng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)）、支承件（立柱、床身等）以及特殊裝置（刀具自動(dòng)交換系統(tǒng) 工件自動(dòng)交換系統(tǒng)）和輔助裝置（如排屑裝置等）。,7、機(jī)床,18,第二節(jié)、數(shù)控機(jī)床的分類,1、按加工工藝分類 普通數(shù)控機(jī)床： 如：數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床、數(shù)控鉆床等等 加工中心：帶刀庫和自動(dòng)換刀裝置 如：車削中心、加工中心 金屬成型類數(shù)控機(jī)床 如：數(shù)控折彎?rùn)C(jī)、數(shù)控彎管機(jī)、數(shù)控回轉(zhuǎn)頭壓力機(jī)。 數(shù)控特種加工機(jī)床 如：數(shù)控線切割機(jī)床、數(shù)控電火花加工機(jī)床、數(shù)控激光切割機(jī)床。 其它：三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、機(jī)械手（工業(yè)機(jī)器人）、自動(dòng)繪圖機(jī)等,19,2、按機(jī)床運(yùn)動(dòng)軌跡分類,點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床

8、 為點(diǎn)到點(diǎn)精確定位運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中不進(jìn)行任何加工。這類機(jī)床有數(shù)控鉆床、數(shù)控坐標(biāo)鏜床、數(shù)控沖剪床、數(shù)控測(cè)量機(jī)等。,20,直線控制數(shù)控機(jī)床,除點(diǎn)到點(diǎn)的準(zhǔn)確位置之外，還要保證兩點(diǎn)之間移動(dòng)的軌跡是直線，而且對(duì)移動(dòng)的速度也要進(jìn)行控制，以便適應(yīng)隨工藝因素變化的不同需要。 簡(jiǎn)易數(shù)控車床、數(shù)控鏜銑床，一般有23個(gè)可控坐標(biāo)軸，但同時(shí)控制的坐標(biāo)軸只有一個(gè)。,21,輪廓控制的數(shù)控機(jī)床,能夠?qū)蓚€(gè)或兩個(gè)以上運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的位移及速度進(jìn)行連續(xù)相關(guān)的控制，因而可進(jìn)行曲線或曲面的加工。,22,3、按驅(qū)動(dòng)裝置的類型分類,開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床,特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，步進(jìn)驅(qū)動(dòng)、步進(jìn)電機(jī)，無位置速度反饋,23,半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床,特點(diǎn)：精度較高，采用交流或直流伺服驅(qū)動(dòng)及伺服電機(jī)，有角位移、角速度檢測(cè)裝置，結(jié)構(gòu)緊湊,24,閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床,特點(diǎn)：精度高，采用交流或直流伺服驅(qū)動(dòng)及伺服電機(jī)，有直線位移、速度檢測(cè)裝置，價(jià)格貴，調(diào)試?yán)щy,25,混合控制數(shù)控機(jī)床,開環(huán)補(bǔ)償型 半閉環(huán)補(bǔ)償型,26,第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍,數(shù)控機(jī)床特點(diǎn) 1.復(fù)雜零件加工 2.高精度 3.加工穩(wěn)定可靠 4.高柔性 5.高生產(chǎn)率 6.勞動(dòng)條