数控机床与数控系统 教学课件 作者 陈子银 第1章-数控机床概述.ppt

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1、数控机床与数控系统第1章数控机床概述数控机床的发展1.1数控机床的组成与特点1.2数控机床的分类1.3数控机床的发展技术水平1.41.1数控机床的发展1.1.1数控机床的发展过程半个多世纪以来，数控机床发展大致可以概括为数控（NC）阶段和计算机数控（CNC）阶段。1．数控（NC）阶段（1952～1970年）2．计算机数控（CNC）阶段（1970～至今）1.1.2数控机床的发展趋势概括起来，数控机床的未来发展趋势主要有如下几个方面。1．高速、高效、高精度、高可靠性2．模块化、智能化、柔性化和集成化3．开放性图1.2信息化的车铣加工中心1.2数控机床的组成与特点1.2.1数

2、控机床的组成数控机床上完成零件加工的步骤有以下几个方面。图1.3数控机床的加工过程数控机床的基本组成应包括程序载体、数控系统、伺服系统、检测与反馈装置、辅助装置和机床本体。1．程序载体程序载体是用于存取零件加工程序的装置。2．数控系统数控系统主要由输入装置、信息处理和输出装置3个基本部分构成。3．伺服系统伺服系统包括驱动装置和执行机构两大部分。4．检测与反馈装置检测与反馈装置有利于提高数控机床加工精度。5．辅助装置辅助装置是把计算机送来的辅助控制指令经机床接口转换成强电信号，用来控制主轴电动机起停、冷却液的开关及工作台的转位和换刀等动作。6．机床本体数控机床的本体指其机

3、械结构实体。它包括主传动系统、进给传动系统、床身、底座、立柱、横梁、滑座、工作台、刀架、自动换刀装置等机械部件。1.2.2数控机床的特点1．高精度2．高效率和良好的经济效益3．高可靠性4．对加工对象的适应性强5．减轻了操作者的劳动强度6．有利于生产管理的现代化1.3数控机床的分类1.3.1按机床用途分类1．金属切削类数控机床金属切削类数控机床主要有数控车床（见图1.4（a））、数控铣床（见图1.4（b））、数控钻床（见图1.4（c））、数控镗床（见图1.4（d））、加工中心（见图1.4（e））、数控磨床（见图1.4（f））等。图1.4金属切削类数控机床2．金属成型类数控

4、机床金属成型类数控机床主要有数控弯管机（见图1.5（a））、数控折弯机（见图1.5（b））、数控剪板机（见图1.5（c））、数控高效卧式滚齿机（见图1.5（d））等。图1.5金属成型类数控机床3．数控特种加工机床数控特种加工机床主要有数控电火花成型机床（见图1.6（a））、数控电火花线切割机床（见图1.6（b））、数控冲床（见图1.6（c））、数控激光切割机床（见图1.6（d））等。图1.6数控特种加工机床图1.6数控特种加工机床（续）4．其他类型数控机床其他类型数控机床主要有数控三坐标测量机等，如图1.7所示。图1.7数控三坐标测量机1.3.2按加工工艺方法分类1．普

5、通数控机床普通数控机床是指加工用途、加工工艺相对单一的数控机床。按加工用途可分为数控车床、数控铣床、数控镗床、数控钻床、数控磨床、数控齿轮加工机床等。2．加工中心加工中心是带有刀库和自动换刀装置的数控机床。它将数控铣床、数控镗床、数控钻床的功能组合在一起，工件在一次装夹后，可对其进行钻、扩、铰、镗、铣、攻螺纹等多工序加工，加工中心主要用来加工箱体类零件。1.3.3按伺服控制方式分类1．开环控制数控机床开环控制数控机床一般使用功率步进电动机作为伺服驱动单元，并广泛应用于精度和速度要求不高、驱动力矩不大的场合。图1.8开环控制数控机床工作原理2．半闭环控制数控机床图1.9半

6、闭环控制数控机床工作原理3．全闭环控制数控机床图1.10全闭环控制数控机床工作原理4．混合闭环控制数控机床图1.11混合闭环控制数控机床工作原理1.3.4按运动轨迹分类1．点位控制数控机床点位控制数控机床的特点是在刀具相对于工件运动过程中，不进行切削加工，它对运动的轨迹没有严格要求，只要实现从一点到另一点坐标位置的准确移动即可，几个坐标轴之间的运动没有任何联系。图1.12点位控制数控机床2．直线控制数控机床直线控制数控机床的特点是不仅要求具有准确的定位功能，还要求从一点到另一点按直线运动进行切削加工，刀具相对于工件移动的轨迹是平行机床各坐标轴的直线或两轴同时移动构成45

7、°的斜线。图1.13直线控制数控机床3．轮廓控制数控机床轮廓控制数控机床的特点是能够对两个或两个以上的坐标轴进行连续的切削加工控制，它不仅能控制机床移动部件的起点和终点坐标，而且能按需要严格控制刀具移动的轨迹，以加工出任意斜线、圆弧、抛物线以及其他函数关系的曲线或曲面。图1.14轮廓控制数控机床1.3.5按控制的联动坐标轴数不同分类1．两轴联动数控机床两轴联动数控机床主要用于数控车床加工旋转曲面或数控铣床加工曲线轮廓面等，如图1.15所示。图1.15两轴联动的轮廓加工2．两轴半联动数控机床两轴半联动数控机床主要用于三轴以上机床的控制。图1