初步认识数控机床的结构组成_优质PPT.ppt

1、（1952年1970年）1.1.1 1.1.1 数控机床的基本概念与加工过程数控机床的基本概念与加工过程3项目项目1 1 数控机床的结构组成认识数控机床的结构组成认识任务提出：数控机床的加工过程？4项目项目1 1 数控机床的结构组成认识数控机床的结构组成认识数控机床的工作过程零零 件件 图图 纸纸工工艺艺分分析析与与数数值值计计算算输输入入加加工工程程序序程程序序调调试试模模拟拟工工件件安安装装与与对对刀刀试试切切工工件件加加工工与与检检验验编编制制加加工工程程序序5项目项目1 1 数控机床的结构组成认识数控机床的结构组成认识上一页上一页下一页下一页1.1.2数控机床的机械结构组成任务提出：数

2、控车床机械结构组成与工作原理？数数控控车车床床为为例例6项目项目1 1 数控机床的结构组成认识数控机床的结构组成认识1.1.3数控机床的控制系统组成任务提出：数控机床控制系统的组成与工作原理？7项目项目1 1 数控机床的结构组成认识数控机床的结构组成认识数控装置数控装置CNCCNC 数控装置是数控机床电气控制系统的控制中心。它能够自动地对输入的数控加工程序进行处理，将数控加工程序信息按两类控制量分别输出：一类是连续控制量（插补运算产生的指令），送往伺服系统；另一类是离散的开关控制量（PLC指令），送往机床强电控制系统，完成数控机床辅助功能的控制。当前比较流行的数控系统有:日本FANUC、德国S

3、IEMENS、西班牙FAGOR等。国内有华中数控、广州数控、航天数控等。8项目项目1 1 数控机床的结构组成认识数控机床的结构组成认识9项目项目1 1 数控机床的结构组成认识数控机床的结构组成认识操作面板操作面板 分CRT/MDI操作面板与机床操作面板。CRT：单色显示屏（LCD：彩色液晶）；MDI：（Manual Data Input）手动数据输入；对CNC操作 （例如修改CNC参数、PLC参数或程序、编制加工程序等）机床操作面板：对机床操作。10项目项目1 1 数控机床的结构组成认识数控机床的结构组成认识输入与输出设备输入与输出设备 输入装置的作用是将控制介质上的数控代码传递并存入数控系统

4、内。输入装置根据控制介质的不同分为光电阅读机、磁带机和软盘驱动器等（已经不常用了），MDI键盘也是输入设备。输出设备有显示器CRT和打印机等（不常用）。11项目项目1 1 数控机床的结构组成认识数控机床的结构组成认识PLCPLCPLCPLCPLC（Programmable Logic Controller），可编程控制可编程控制器。器。通常用于工业设备的顺序自动控制。PLC用于数控机床通常称之为可编程序机床控制器；称之为PMC。（Programmable Machine Controller）。主要主要作用是机床辅助功能控制和机床主轴方向控制。作用是机床辅助功能控制和机床主轴方向控制。机床辅助

5、功能：有刀具控制、冷却开关控制、润滑开关机床辅助功能：有刀具控制、冷却开关控制、润滑开关控制、液压气压控制、工作台转动、工件夹紧松开等。控制、液压气压控制、工作台转动、工件夹紧松开等。机床主轴方向控制：主轴正、反、停等。12项目项目1 1 数控机床的结构组成认识数控机床的结构组成认识主轴伺服系统主轴伺服系统主轴伺服系统包括主轴电机（含速度检测器件）和主轴伺服放大器（Spindle Servo Amplifier），实现对主轴转速的调节控制，有的主轴伺服装置还含有主轴定向控制功能。主轴伺服放大器（或主轴伺服装置）分为数字主轴和模拟主轴，模拟主轴通常为通用变频器。13项目项目1 1 数控机床的结构

6、组成认识数控机床的结构组成认识进给伺服系统进给伺服系统进给伺服系统由进给轴伺服电机（一般内装速度和位置检测器件）和进给伺服装置（Servo Amplifier）组成。进给伺服系统驱动机床各坐标轴的切削进给，提供切削过程中所需要的转矩、运转速度。14项目项目1 1 数控机床的结构组成认识数控机床的结构组成认识位置检测装置 将在后面进行学习。主要是将主轴运动和进给运动的速度或位移检测反馈给数控系统，并与指令信号比较，比较的差值作为新指令控制机床正确运转。机床本体 数控机床的机床本体与传统机床相似，只是在整体布局、外观造型、传动系统、刀具系统的结构以及操作机构等方面发生了很大的变化。15项目项目1

7、1 数控机床的结构组成认识数控机床的结构组成认识数控机床的工作过程16项目项目1 1 数控机床的结构组成认识数控机床的结构组成认识pp 按运动轨迹分类按运动轨迹分类按运动轨迹分类按运动轨迹分类pp 按伺服系统分类按伺服系统分类按伺服系统分类按伺服系统分类1.1.4 数控机床的分类pp 按工艺用途分类按工艺用途分类按工艺用途分类按工艺用途分类pp 按数控系统分类按数控系统分类按数控系统分类按数控系统分类pp 按联动轴数分类按联动轴数分类按联动轴数分类按联动轴数分类17项目项目1 1 数控机床的结构组成认识数控机床的结构组成认识p按工艺用途分类按工艺用途分类 普通数控机床普通数控机床 我们知道普通

8、机床分为车、铣、刨、磨、镗、钻等，因此数控机床也类似分类。数控加工中心数控加工中心 这类机床是在普通数控机床的基础上发展起来的。它是在普通数控机床上加装一个刀库和自动换刀装置，又称多工序数控机床。数控加工中心机床和一般数控机床的区别是：工件经一次装夹后,数控装置就能控制机床自动地更换刀具，连续地对工件各加工面自动地完成车、铣、镗、钻、铰及攻丝等多工序加工。一般有车铣加工中心、镗铣加工中心等。18项目项目1 1 数控机床的结构组成认识数控机床的结构组成认识p按运动轨迹分类按运动轨迹分类 点位控制系统点位控制系统 直线控制系统直线控制系统 轮廓控制系统轮廓控制系统 示 意 图 示 意 图 示 意

9、图19项目项目1 1 数控机床的结构组成认识数控机床的结构组成认识数控钻床点位控制示意图点位控制系统只是精确地控制刀具相对工件从一个坐标位置快速移动到下一个坐标位置，然后控制第三个坐标轴进行钻削加工。定位移动不进行切削加工，对运动轨迹没有要求。为了提高生产效率，系统采用“快速趋近，减速定位”的方法实现控制采用机床设定的最高进给速度进行定位运动。在接近定位点前连续降速，以低速趋近终点，从而减小由于惯性而产生的定位误差。这类数控机床有数控钻床、数控镗床和数控冲床等。20项目项目1 1 数控机床的结构组成认识数控机床的结构组成认识直线控制系统要求刀具相对工件进给切削的轨迹是一条平行于坐标轴直线或与坐

10、标轴成450斜线。这类数控机床有数控磨床、简易数控车床、简易数控铣床等。刀具在加工刀具在加工数控铣床直线控制示意图21项目项目1 1 数控机床的结构组成认识数控机床的结构组成认识轮廓控制系统能同时控制两个或两个以上坐标轴，需要进行复杂的插补运算，即根据给定的运动代码指令和进给速度，计算刀具相对工件的运动轨迹，实现连续控制。这类数控机床有数控车床、数控铣床、数控线切割机床、数控加工中心等。数控铣床平面轮廓控制示意图数控铣床空间轮廓控制示意图22项目项目1 1 数控机床的结构组成认识数控机床的结构组成认识p按伺服系统分类按伺服系统分类 开环控制系统开环控制系统 半闭环控制系统半闭环控制系统 闭环控

11、制系统闭环控制系统 系统框图 系统框图 系统框图23项目项目1 1 数控机床的结构组成认识数控机床的结构组成认识开环控制系统没有检测反馈装置，以步进电机作为驱动元件，由步进驱动装置和步进电机组成。在开环控制系统中，CNC装置插补运算后输出的指令脉冲经驱动电路进行功率放大，控制步进电机转动，再经机床传动机构带动工作台移动。这类系统结构简单、价格低廉，调试和维修都比较方便，但无位置闭环控制，精度主要取决于步进电机及传动机构的精度，因而精度较差。24项目项目1 1 数控机床的结构组成认识数控机床的结构组成认识 半闭环控制系统位置检测装置安装在电动机或丝杠轴端，通过角位移的测量，间接测量机床工作台的实

12、际位置，并与CNC装置的指令值进行比较，用差值进行控制。半闭环控制系统以交、直流伺服电机作为驱动元件，由位置比较、速度控制、伺服电机等组成。25项目项目1 1 数控机床的结构组成认识数控机床的结构组成认识闭环控制系统位置检测装置安装在机床工作台上，直接测量工作台的实际位移，并与CNC装置的指令值进行比较，用差值进行控制。闭环控制系统以交直流伺服电机作为驱动元件，用于高精度设备的控制。26项目项目1 1 数控机床的结构组成认识数控机床的结构组成认识p 按联动轴数分类按联动轴数分类二轴联动二轴联动二轴半联动二轴半联动三轴联动三轴联动多轴联动多轴联动27项目项目1 1 数控机床的结构组成认识数控机床

13、的结构组成认识二轴联动数控机床二轴联动数控机床能同时控制两个坐标轴联动的数控机床能同时控制两个坐标轴联动的数控机床能同时控制两个坐标轴联动的数控机床能同时控制两个坐标轴联动的数控机床如：数控车如：数控车二轴半联动数控机床二轴半联动数控机床二轴半联动数控机床二轴半联动数控机床在两轴的基础上增加了在两轴的基础上增加了在两轴的基础上增加了在两轴的基础上增加了z z轴的移动，当机床坐标系轴的移动，当机床坐标系轴的移动，当机床坐标系轴的移动，当机床坐标系的的的的x x，y y轴固定时，轴固定时，轴固定时，轴固定时，z z轴可作为周期性进给轴可作为周期性进给轴可作为周期性进给轴可作为周期性进给三轴联动数控

14、机床三轴联动数控机床三轴联动数控机床三轴联动数控机床能同时控制三个坐标轴联动能同时控制三个坐标轴联动能同时控制三个坐标轴联动能同时控制三个坐标轴联动如如如如:数控铣床数控铣床数控铣床数控铣床 28项目项目1 1 数控机床的结构组成认识数控机床的结构组成认识多坐标轴联动数控机床多坐标轴联动数控机床能同时控制四个及以上坐标轴联动能同时控制四个及以上坐标轴联动全能数控机床（视频）全能数控机床（视频）29项目项目1 1 数控机床的结构组成认识数控机床的结构组成认识p按数控系统分类按数控系统分类 由于当前数控系统由于当前数控系统CNCCNC生产厂家很多，根据机床生产厂家很多，根据机床采用的数控系统由可以分类：采用的数控系统由可以分类：FANUC FANUC系列数控机床系列数控机床 SIEMENS SIEMENS系列数控机床系列数控机床 FAGOR FAGOR系列数控机床系列数控机床 华中系列数控机床等等。华中系列数控机床等等。