机械设备零部件加工及相关设备、工具与工艺.docx

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一、特点及组成

1.特点

（1）柔性高柔性即是灵活、通用、万能，可以适应加工不同形状的零件。

（2）精度高由于数控机床加工是由计算机控制的，故在加工过程中避免了人为误差，再加上机床的传动系统和结构都具有较高的精度和刚度，因此数控机床的重复精度高，通常可获得较高的加工精度和稳定的加工质量。

（3）效率高数控机床加工单件零件的效率，通常是普通机床效率的3~4倍甚至几十倍。

（4）劳动强度低由于零件在数控机床上加工是按编制的加工程序自动完成的，操作者只需操作键盘、装卸零件、检测零件及观察机床运行，故操作者劳动强度大为减轻。

2.组成

槪括起来数控机床由以下四部分组成：

（1）主机主机是数控机床的主体，主要由几种机械部件组成，包括床身、主轴箱、工作台、进给机构、自动换刀装置等。

（2）数控装置数控装置是数控机床的控制核心，一般由一台专用计算机构成。

（3）驱动装置驱动装置是数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴电动机、进给伺服电动机等。

（4）辅助装置辅助装置是数控机床的一些配套部件；如自动对刀部件，自动排屑部件等。

二、分类

1.按运动轨迹分类

（1）点位控制或位置控制数控机床此类数控机床只能控制工作台（或刀具）从一个位置（点）精确地移动到另一个位置（点），不控制点与点之间的运动轨迹，在移动过程中刀具不进行切削。

如数控钻床、数控镗床、数控冲床等。

（2）轮廓控制数控机床 轮廓控制又称连续控制。

此类数控机床的控制系统能够对两个或两个以上的坐标轴方向同时进行连续控制，不仅能控制轮廓的起点和终点，还能对位移和速度进行严格的不间断的控制。

如数控车床、数控铣、数控磨床、加工中心等。

2.按驱动系统（伺服系统）的控制方式分类

（1）开环控制数控机床此类数控机床不只具备位罝检测反馈装置。

数控装置依据控制介质上的指令信号，经控制运算发出指令脉冲，使伺服驱动元件转过一定的角度，再经传动齿轮、滚珠丝杠螺母副等传动机构带动工作台等执行机构移动或转动如图2-18所示。

此种控制方式对执行机构的动作情况不进行检测,没有来自检测元件的反馈信号，故被称为开环控制系统（如经济型数控机床等）。

（2）闭环控制数控机床此类数控机床具有位置检测反馈置。

位置检测装置安装在机床直线运动部件工作台上，用以检测机床工作台的实际运行位置，再与数据装置的指令位置进行比较，用差值控制，若两者存在差值，经放大器放大后，再控制伺服驱动电动机转动，直至差值为零时，工作台才停止移动。

此种系统称为闭环控制系统（如数控镗铣床等），如图2-19所示。

（3）半闭环控制数控机床此类数控机床具有位置检测反馈装置，但检测元件是安装在伺服电动机端部或丝杠端部，不进行直接检测，而是通过安装在伺服电动机端部或丝杠端部的旋转变压器、光电编码盘或分解器等角位移检测元件，间接检测伺服机构中执行元件的转角，再通过计算换算出工作台的实际位移量,将计算值与指令值进行比较，用比较后的差值进行控制，使机床作补充位移，直到差值消除为止。

这种系统中滚珠丝打螺母副和工作台等均在反馈环路之外，故其传动误差仍然会影响工作台的位置栢度，所以称此种系统为半闭环控制系统（如一般数控机床等），如图2-20所示。

3.按加工方式分类

（1）金属切削数控机床如数控车床、镗床、磨床及加工中心等。

（2）金属成型数控机床如数控折弯机、弯管机等。

（3）特种加工数控机床如数控线切割机、电火花加工机床及激光切割机等。

（4）其他数控机机床如数控火焰切割机、三米标测量机等。

三、基本工作原理

数控机床的基本工作原理即其加工零件的过程如图2-21所示。

数控机床加工零件的过程可粗略分成三大步：

1.编制零件程序

首先依据零件图样制订出加方案→然后，将图样上的要求转换成数控装置能够接受的信息代码→再按一定的格式编写成程序并且记录在控制介质上—即成为零件程序。

2.将零件程序送入数控装置

将载有零件程序的控制介质送到数控系统的输入装置（如光电阅读机），输入装置再把记录在控制介质上的信息读出，或者用键盘置接将指令或设定参数输入数控装置→数控装置对信息代码进行译码、寄存，,经过一系列的处理和运算→将结果以数字信号的形式分配给机床各坐标的伺服机构。

3.数控装置向驱动装置犮出脉冲信号

驱动装置接到数控装置输出的脉冲信号，即进给指令，则严格按照指令驱动电动机转动，经滚珠丝杠驱动机床各运动部件.使机床按规定的顺序、速度和位移量进行工作，从而加工出符合图样要求的零件。