数控机床与编程第1章 数控机床概述课件.ppt

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1、第1章数控机床概述数控机床概述数控机床的工作原理数控机床分类数控插补原理数控机床发展概况1.1数控机床的工作原理数控机床的组成数控机床加工的基本工作原理数控机床加工特点数控机床的应用范围数控机床的工作原理数控：数字控制（NumericalControl—NC），在机床领域指用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制的一种自动化技术。它所控制的一般是位置、角度、速度等机械量，但也有温度、流量、压力等物理量。计算机数控：（ComputerizedNumericalControl—CNC，又称MicroComputerizedNumericalControl

2、—MNC）是用一个存储程序的专用计算机由控制程序来实现部分或全部基本控制功能，并通过接口与各种输入输出设备建立联系。更换不同的控制程序，可以实现不同的控制功能。数控机床：它是一种灵活、通用、能够适应产品频繁变化的柔性自动化机床。一、数控机床的组成数控机床主要由机床本体、数控系统、驱动装置、辅助装置等几个部分组成。机床本体：是数控机床加工运动的机械部分，主要包括支承部件（床身、立柱）等、主动部件（主轴箱）、进给运动部件（工作台滑板、刀架）等。数控系统（CNC装置）：是数控机床的控制核心，一般是一台专用的计算机。驱动装置：是数控机床执行机构的驱动部分，包括

3、主轴电动机、进给伺服电动机等。辅助装置：指数控机床的一些配套部件，包括刀库、液压装置、气动装置、冷却系统、排屑装置、夹具、换刀机械手等。数控机床的组成机床数控系统的基本工作流程如图l.1所示。数控机床的组成机床数控系统是由加工指令程序、计算机控制装置、可编程逻辑控制器、主轴进给驱动装置、速度控制单元及位置检测装置等组成。其核心部分是计算机控制装置。计算机控制装置由硬件和软件两部分组成。硬件的主体是计算机，包括中央处理器、输入输出部分和位置控制部分。软件有管理软件和控制软件。管理软件包括输入输出、显示和诊断程序等。控制软件包括译码、刀具补偿、速度控制、插

4、补运算和位置控制等程序。数控机床的组成数控系统的基本功能:数控系统即位置控制系统，具有三个基本功能：（1）输入功能指零件加工程序和各种参数的输入。（2）插补功能在加工零件的实际轮廓或轨迹的已知点之间确定一些中间点的方法。通常在给定直线或圆弧的起点和终点之间插补中间点。插补方法主要有两种：1）脉冲增量法。2）数字增量法。（3）伺服控制将计算机送出的位置进给脉冲或进给速度指令，经变换和放大后化为伺服电动机（步进或直、交流电动机）的转动，从而带动机床工作台移动。数控机床的组成数控系统的工作过程对输入的零件加工程序、控制参数、补偿数据等进行识别和译码，并执行所

5、需要的逻辑运算，发出相应的指令脉冲，控制机床的驱动装置，操作机床实现预期的加工功能。数控机床的组成主轴控制单元主要控制机床主轴的旋转运动。速度控制单元进给驱动装置是由交、直流电动机、速度检测元件和速度控制元件组成。速度控制单元主要控制机床各坐标轴的切削进给运动。数控机床的组成可编程逻辑控制器这是一种专为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。PLC处于计算机控制装置与机床之间，对计算机控制装置和机床的输入输出信号进行处理，实现辅助功能M、主轴转速S及刀具功能T的控制和译码。即按照预先规定的逻辑顺序对诸如主轴的起动、停止、转向、转速、刀具的更换、工

6、件的夹紧松开、液压、冷却、润滑、气动等进行控制。二、数控机床的基本工作原理数控机床加工时，是根据工件图样要求及加工工艺过程，将所用刀具及机床各部件的移动量、速度及动作先后顺序、主轴转速、主轴旋转方向及冷却等要求，以规定的数控代码形式，编制成程序单，并输入到机床专用计算机中。然后，数控系统根据输入的指令，进行编译、运算和逻辑处理，输出各种信号指令，控制机床各部分进行规定的位移和有顺序的动作，加工出各种不同形状的工件。三、数控机床加工特点1．适应性强2．精度高3．效率高4．减轻劳动强度、改善劳动条件四、数控机床的应用范围1）多品种小批量零件（合理生产批量为

7、10～100件之间）；2）结构较复杂，精度要求较高或必须用数学方法确定的复杂曲线、曲面等零件；3）需要频繁改型的零件；4）钻、镗、铰、锪、攻螺纹及铣削工序联合进行的零件，如箱体、壳体等；5）价格昂贵，不允许报废的零件；6）要求百分之百检验的零件；7）需要最小生产周期的急需零件。1.2数控机床分类按控制刀具与零件相对运动轨迹分类按加工方式分类按控制坐标轴数分类按驱动系统的控制方式分类一、按控制刀具与零件相对运动轨迹分类1．点位控制或位置控制数控机床这类机床只能控制工作台或刀具从一个位置精确地移动到另一位置，在移动过程中不进行加工，各个运动轴可以同时移动，

8、也可以依次移动，见图1.3a。如数控镗、钻、冲，数控点焊机及数控折弯机等均属此类机床。按控制刀