数控车床基础知识(培训用

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1、数控车床基础知识（4学时）——工艺员培训用基本概念及发展数控车床的基本构成数控车床的分类数控车床加工特点数控系统第一章数控车床基础知识程序输入输出装置CNC装置PLC装置伺服系统位置检测系统一、基本概念数字控制是一种借助数字、字符或其他符号对某一工作过程（如加工，测量，装配等）进行可编程控制的自动化方法。数控技术指用数字量及字符发出指令并实现自动控制的技术数控系统指采用数字控制技术的控制系统计算机数控系统以计算机为核心的数控系统数控机床指采用数字控制技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床。数控加工泛指在数控机床上进行零件加工的工艺过程；脉冲当量单位脉冲作用下进给轴移动的距离．

2、决定数控系统的精度．可由运动控制指令（自动）、按键触发或手摇脉冲发生器（手动操作）主轴转速切削时主轴转动的角速度;进给速度正常切削时刀具行进的线速度;接近速度从安全高度切入工件前的刀具行进的线速度,又称进刀速度;退刀速度刀具离开工件回到安全高度时刀具行进的线速度;在安全高度以上刀具行进的线速度为机床的G00.安全高度保证在此高度上可以快速走刀不发生干涉的高度,应高于零件的最大高度.起止高度刀具退刀时刀具的初始高度,其大于安全高度数控技术的产生与发展*1952年，第一台数控机床在MIT问世，成为世界机械工业史上一件划时代的事件，推动了自动化的发展。当时控制程序是记录在纸带上的字符和

3、数字，故称数字控制机床。*1955年，第一台商业数控机床在美国全国机床展览会上展出。“六代”1电子管，1952，ParsonsCorp.,MIT,美空军后勤司令部合作，第一台立式铣；2晶体管、印刷电路，1959，晶体管元件的出现使电子设备的体积大大减小，数控系统中广泛采用晶体管和印刷电路板，K&T开发第一台加工中心MILWAUKEE-MATIC。3小规模集成电路,1965,由于它体积小、功耗低，，使数控系统的可靠性得以进一步提高。1967英国最初的FMS.4通用小型计算机,1970，在美国芝加哥国际机床展览会上，首次展出了一台以通用小型计算机作为数控装置的数控系统，特征为许多数控

4、功能由软件完成。5微处理器，1974，开始出现的以微处理器为核心的数控系统被人们誉为第五代数控系统，近30年来，装备微处理机数控系统的数控机床得到飞速发展和广泛应用。6基于PC（PC-BASED）的数控,20世纪80年代，基于PC开发式数控系统数控机床的组成与结构输入装置输出装置计算机数控装置PLC主轴控制单元主轴机床伺服电机速度控制单元工作台位置检测反馈装置第一章数控车床基础知识二、数控车床的基本构成数控车床由五部分组成：主机、数控系统、驱动系统、辅助装置、机外编程器等。车床主机是指其机械部件，主要包括床身、主轴箱、刀架、尾座、进给传动机构等。数控系统是数控车床的控制核心。驱动

5、系统是数控车床的动力部分，主要实现主运动和进给运动。在数控车床中，驱动系统称为伺服系统，由伺服驱动电路和驱动装置两大部分组成。伺服驱动电路接收指令，经过数控系统处理，推动驱动装置运动。驱动装置主要由主轴电机、进给系统的步进电机或交、直流伺服电机等组成。数控车床工作原理插补运算在组成轨迹的直线段或曲线段的起点和终点之间，按一定的算法进行数据点的密化工作，以确定一些中间点的方法称为“插补”。计算插补点的运算称为插补运算。插补运算的任务就是把这种实时计算出的各个轴的位移指令输入伺服系统，实现成形运动。1.脉冲增量插补法在计算过程中不断向各个坐标轴发出相互协调的进给脉冲，驱动坐标轴电机运

6、动。常用的有：逐点比较法与数字积分法，用于以步进电动机为驱动装置的开环数控系统。2.数据采样插补法采用小段直线逼近给定轨迹，插补输出的是下一个插补周期内各轴要运动的距离，故可达到很高的速度，其中计算机通常包含在伺服控制环内。逐点比较法逐点比较法插补运算是以区域判别为特征，每走一步都要将加工点的瞬时坐标与相应给定的图形上的点相比较，判别一下偏差，然后决定下一步的走向。这样就能得到一个接近给定图形的轨迹，其最大偏差不超过一个脉冲当量逐点比较法图示●刀架●床身●主轴箱●滚珠丝杠●床座●尾座数控卧式车床的基本结构●高精度导轨二、数控车床的分类1、按主轴位置●主轴●刀塔●轴向导轨●床身数控

7、立式车床的基本结构2.按刀架数量分类单刀架数控车床数控车床一般都配置有各种形式的单刀架，如四工位卧动转位刀架或多工位转塔式自动转位刀架。双刀架数控车床这类车床的双刀架配置平行分布，也可以是相互垂直分布。3.按控制方式分开环控制闭环控制半闭环控制4.按数控系统功能经济型数控车床　采用步进电机和单片机对普通车床的进给系统进行改造后形成的简易型数控车床。成本较低，自动化和功能较差，精度不高。全功能型数控车床　由专门数控系统控制，具备数控车床的各种结构特点车削中心　在数控车床的基础上增加