金属切削机床 教学课件 作者 戴曙 大连理工 主编 第五章 数控机床.ppt

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1、第五章数控机床第一节概述第二节数控的工作原理第三节数控机床的坐标系第四节加工中心第五节数控车床和车削中心第六节柔性自动化的发展数控机床主要由程序载体、人机交互装置、数控装置、伺服系统和机床本体五部分组成。数控机床具有适应范围广、生产准备周期短、工序高度集中、生产效率和加工精度高、能完成复杂型面的加工及有利于生产管理的现代化等优点。与普通机床相比，数控机床价格昂贵，养护与维修费用较高，要合理使用、妥善保管。第一节概述一、柔性自动化和数字控制数字控制（NumericalControlNC）是一种借助数字、字符或其它符号对某一工作过程（如加工、测量、装配等）进行可编程

2、控制的自动化方法。数控技术（NumericalControlTechnology）采用数字控制的方法对某一工作过程实现自动控制的技术。数控装备（NumericalControlMachineTools）是采用数控技术对机械的工作过程进行自动控制的一类装备。其中数控机床是数控技术应用的经典例子。数控系统（NumericalControlSystem）实现数字控制的装置。计算机数控系统（ComputerNumericalControlCNC）是以计算机为核心的数控系统。二、数控机床的特点和用途1、适合于复杂形状零件的加工2、加工精度和尺寸重复精度高，加工质量稳定性好

3、。3、实现计算机控制，排除人为误差。4、生产效率高，经济效益明显。5、减轻工人劳动强度，改善劳动条件，可以实现一人多机操作。6、可以精确地计算成本和安排生产进度，有利于生产管理的现代化。数控加工与传统加工的比较工艺分析数控加工程序工序卡传统加工数控加工图2传统加工与数控加工的比较图第二节、数控的工作原理数控加工中数据转换过程图3数控加工中数据转换过程译码刀补处理插补处理PLC控制进给伺服系统切削运动、机床I/O装置成形运动加工程序在数控机床上加工零件时，首先要将被加工零件图上的几何信息和工艺信息数字化。先根据零件加工图样的要求确定零件加工的工艺过程、工艺参数、刀

4、具参数，再按数控机床规定采用的代码和程序格式，将与加工零件有关的信息如工件的尺寸、刀具运动中心轨迹、位移量、切削参数(主轴转速、切削进给量、背吃刀量)以及辅助操作(换刀、主轴的正转与反转、切削液的开与关)等编制成数控加工程序，然后将程序输入到数控装置中，经数控装置分析处理后，发出指令控制机床进行自动加工。一、信息的输入译码程序的主要功能是将用文本格式（通常用ASCII码）表达的零件加工程序，以程序段为单位转换成刀补处理程序所要求的数据结构（格式）。该数据结构用来描述一个程序段解释后的数据信息。它主要包括：X、Y、Z等坐标值；进给速度；主轴转速；G代码；M代码；刀

5、具号；子程序处理和循环调用处理等数据或标志的存放顺序和格式。二、信息的处理用户零件加工程序通常是按零件轮廓编制的，而数控机床在加工过程中控制的是刀具中心轨迹，因此在加工前必须将零件轮廓变换成刀具中心的轨迹。刀补处理就是完成这种转换的程序。三、信息的输出和对机床的控制本模块以系统规定的插补周期△t定时运行，它将由各种线形（直线，圆弧等）组成的零件轮廓，按程序给定的进给速度F，实时计算出各个进给轴在△t内位移指令（△X1、△Y1、…），并送给进给伺服系统，实现成形运动。对机床的控制PLC控制是对机床动作的“顺序控制”。即以CNC内部和机床各行程开关、传感器、按钮、继

6、电器等开关量信号状态为条件，并按预先规定的逻辑顺序对诸如主轴的起停、换向，刀具的更换，工件的夹紧、松开，冷却、润滑系统等的运行等进行的控制。第三节数控机床坐标系的确定一、坐标轴的设定1）假设：工件固定，刀具相对工件运动。2）标准：右手笛卡儿直角坐标系（拇指为X向，食指为Y向，中指为Z向）。XYZX、Y、Z+A、+B、+CXZY+C+B+A基本坐标：X、Y、Z轴由右手定则确定回转坐标：A、B、C轴由右手螺旋法则确定2、坐标轴的确定方法顺序：先确定Z轴，再确定X轴，最后确定Y轴。1）Z轴有主轴的机床以平行于主轴的方向为Z坐标轴；通常规定机床的主轴作为Z坐标轴。没有主

7、轴的机床以垂直于工件装夹面的方向为Z坐标。刀具远离工件的方向为Z轴的正方向。+Z数控车床+Z+Z立式5轴数控铣床立式3轴数控铣床3）Y轴右手笛卡儿直角坐标系（拇指为X向，食指为Y向，中指为Z向）。4）回转坐标A、B、C+Z+X立式5轴数控铣床+Y+A+CXYZX、Y、Z+A、+B、+CXZY+C+B+A用右手螺旋法则判断。第四节加工中心概述一、概述加工中心是高效、高精度数控机床,工件在一次装夹中便可自动完成多道工序的加工.是典型的集高新技术于一体的机械加工设备，它的发展代表了一个国家设计和制造业的水平，成为现代机床发展的主流和方向。1、加工中心组成加工中心是带有

8、刀库和自动换刀装置的数控