数控机床机电系统概述

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1、技术讲座数控机床系统概述报告人:张志义zyzhang6@163.com13596264909北华大学工程训练中心2008年11月1技术讲座数控机床系统概述主要内容：概述:数控机床发展、组成、工作原理机械结构：导轨、主轴、进给机构、辅助装置CNC数控系统：硬件连接、电机、检测、其它控制机床实例及故障分析2技术讲座(1)数控机床概述一、数控机床产生与发展1．数控机床的产生1952年，美国帕森斯公司和麻省理工学院研制成功了世界上第一台数控机床。半个世纪以来，数控技术得到了迅猛的发展，加工精度和生产效率不断提高。数控机床的发展至今已经历了两个阶段和六代。1952年的第一代—

2、—电子管数控机床1959年的第二代——晶体管数控机床1965年的第三代——集成电路数控机床1970年的第四代——小型计算机数控机床1974年的第五代——微型计算机数控系统1990年的第六代——基于PC的数控机床。3技术讲座数控机床概述现在大致分为专用数控系统和通用数控系统2．数控机床的发展趋势（1）高速度、高精度化（2）多功能化、智能化、小型化（3）高可靠性（4）网络化（柔性制造系统）4技术讲座数控机床概述二、数控机床的概念及组成1．数控机床的基本概念（1）数控（NumericalControl，简称NC）是采用数字化信息对机床的运动及其加工过程进行控制的方法。（

3、2）数控机床（NumericallyControlledMachinetool）是指装备了计算机数控系统的机床，简称CNC机床。COMPUTER5技术讲座数控机床概述2、数控机床的组成及工作原理6技术讲座数控机床概述三、数控机床的分类1．按工艺用途分类（1）金属切削类数控机床（2）金属成型类数控机床（3）数控特种加工机床（4）其它类型的数控机床2．按机床运动的控制轨迹分类（1）点位控制类数控机床主要有数控钻床、数控冲床、数控镗床、数控点焊机等7技术讲座数控机床概述（2）直线控制类数控机床主要有数控车床、数控铣床、数控磨床（3）轮廓控制数控机床2个以上的运动轴联动,加

4、工各种曲线/曲面.数控车、铣、线切割、加工中心8技术讲座数控机床概述3.按伺服控制方式分（1）开环控制（2）闭环控制9技术讲座数控机床概述（3）半闭环控制10技术讲座(2)数控机床机械结构介绍数控机床对机械要求无级调速，调速范围宽具有较高的精度、刚度、耐磨性，传动平稳、噪声低具有良好的抗震性一、床身（导轨）床身：车床有直/斜床身；铣床有倒Y/直柱等。导轨线轨硬轨塑料轨11技术讲座数控机床机械结构介绍二、主轴直连/带减速器/电主轴注意:主轴润滑/冷却BT30/BT40/BT50主轴准停装置铣床用电主轴12变频器在数车床主轴调速上的应用CAK6136CAK6150DJ主

5、轴调速13变频器在数铣床主轴调速上的应用XK714A数控雕铣机主轴调速14技术讲座数控机床机械结构介绍三、进给机构采用滚珠丝杠直接与伺服电机直连注意15技术讲座数控机床机械结构介绍四、辅助装置1.工作台各种类型的工作台数控分度头数控回转工作台16技术讲座数控机床机械结构介绍四、辅助装置2.液压和气动系统3.润滑系统4.冷却系统5.排屑系统6.自动换刀垂直转塔式立式加工中心17技术讲座(3)数控系统介绍一、CNC系统及连接1.数控系统构成NC核心HMIPLC18技术讲座数控系统介绍2.典型数控系统---FANUCFANUC系统19技术讲座数控系统介绍2.典型数控系统—

6、802DSL20技术讲座数控系统介绍2.典型数控系统—802DSL21数控系统机床接收驱动负载电源公共端DI/DOGFXY*ESP,*DECx等保持型继电器Counter(C)Timer(T)Keeprelay(K)Datatable(D)Variabletable(D)中间继电器(R)技术讲座数控系统介绍3.数控系统原理224.数控系统连接-802DSL23西门子数控系统信号接口结构244.数控系统连接-FANUC25技术讲座数控系统介绍二、伺服电机1.分类直流高速直流伺服--永磁式低速大转矩宽调速交流异步型:不能经济的实现宽范围调速同步型:多用永磁式优点:结构简

7、单,可靠,效率高缺点:体积大,启动特性不佳2.速度-转矩特性刀库刀具定位电机主轴电机带制动器伺服电机伺服电机机械手旋转定位电机26技术讲座数控系统介绍27技术讲座数控系统介绍3.过载能力过载能力强>300%,但过载时间有限制.驱动器对过载输出电流及过载时间都有严格限制.注意:在实际使用中出现电流过载报警,必须查明原因.不可放大过载极限和过载时间-----损坏电机和驱动器.28技术讲座数控系统介绍4.主轴电机机械主轴:变频电机伺服电机电主轴:结构与特性如下图恒转矩区恒功率区主轴转速与转矩可用变速器改变主轴电机过载能力29技术讲座数控系统介绍三、检测常用位置检测装置