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数控车床简介
班级：05021104 学号：2011301265 姓名：高利飞
1
数控机床的概念
• 数控机床（Numerical Control Tools）是采用数字化信 号，通过可编程的自动控制工作方式，实现对设备运行及 其加工过程产生的位置、角度、速度、力等信号进行控制 的新型自动化机床。数控机床的计算机信息处理及控制的 内容主要包括：基本的数控数据输入输出、直线和圆弧插 补运算、刀具补偿、间隙补偿、螺距误差补偿和位置伺服 控制等。一些先进的数控机床甚至还具有某些智能的功能， 如螺旋线插补、刀具监控、在线测量、自适应控制、故障 诊断、软键（SoftKey）菜单、会话型编程、图形仿真等。 数控机床的大部分功能对实时性要求很强，信息处理量也 较大，因此许多数控机床都采用多微处理器数控方式。 一般数控机床通常是指数控车床、数控铣床、数控镗铣床 等，它们的下述特点对其组成自动化制造系统是非常重要 的。
19
数控车床的典型结构
1. 分度工作台 功能：完成回转分度运动，即在需要分度时，将工作 台及工件回转一定角度。 作用：在加工中自动完成工件的转位换面，实现工件 一次安装完成几个面的加工。 特点：不能实现0°-360°范围内任意角度的分度。 分类：按采用的定位元件不同，分为鼠齿盘式分度工 作台和定位销式分度工作台。
2020/3/23
9
Hale Waihona Puke 数控车床的典型结构数控机床的总体布局 p 数控车床常用布局形式
平床身
斜床身
平床身斜滑板
立床身
10
水平床身
2020/3/23
斜床身 垂直床身
11
数控车床的典型结构
数控车床的自动换刀装置 p 自动换刀装置的形式
四方刀架
六角刀架
12
数控车床的典型结构
刀库容量
刀库中的刀具并不是越多越好，太大的容量会增加 刀库的尺寸和占地面积，使选刀过程时间增长。因此， 从使用角度出发，刀库的容量一般取为10-40把。
主轴
三爪卡盘
刀架 中托板
溜板箱
尾座 导轨
7
数控车床的典型结构
主轴 电动机
伺服 电动机
配电柜
8
数控车床布局的结构特点
• 数控车床的床身结构和导轨有很多种形式，主要有水平床身、倾斜床 身以及水平床身斜滑板等。一般中小型数控车床多采用倾斜床身或水 平床身斜滑板结构。因为这种布局结构具有机床外形美观，占地面积 小，易于排屑和冷却液的排流，便于操作者操作与观察，易于安装上 下料机械手，实现全面自动化等特点。倾斜床身还有一个优点是可采 用封闭截面整体结构，以提高床身的刚度。床身导轨倾斜角度多为 45°、60°和70°，但倾斜角度太大会影响导轨的导向性及受力情况。 水平床身加工工艺性好，其刀架水平放置，有利于提高刀架的运动精 度，但这种结构床身下部空间小，排屑困难。 床身导轨常采用宽支 撑V－平形导轨，丝杠位于两导轨之间。 数控车床多采用自动回转刀 架来夹持各种不同用途的刀具，受空间大小的限制，刀架的工位数量 不可能太多，一般都采用6、8、10 或12。 数控车削中心是在数控车 床的基础之上发展起来的，一般具有C轴控制，在数控系统的控制下， 实现C轴Z轴插补或C轴X轴插补。它的回转刀架还可以安置动力刀具， 使工件在一次装夹下，除完成一般车削外，还可在工件轴向或径向等 部位进行钻铣等加工。
单、双臂机械手结构
18
数控车床的典型结构
数控车床的回转工作台
数控机床除了沿坐标轴X、Y、Z三个方向的直线进给 运动之外，常常还需要有绕X、Y、Z三个基本坐标轴回 转的圆周运动，通常为A、B、C轴。数控机床靠回转工 作台实现圆周运动。
数控机床常用的回转工作台有两类：分度工作台和 数控回转工作台，二者外形相似，但结构上各有特点。
14
数控车床的典型结构
2. 任意选择
根据程序指令的要求来选择所需要的刀具，刀具在刀库中不必按照工件的加 工顺序排列，可任意存放。 必须有刀具识别装置，每把刀具或刀座都编上代码，当某把刀具的代码与数 控指令的代码相符合时，该刀具就被选中。
与顺序选择相比，其优点是： ①刀库中刀具的排列顺序与加工零件的加工顺序无关，无论加工任何零 件，都不 必改变刀具在刀库中原有的排列顺序，这就增加了系统的柔性； ②同一刀具可供不同工件、不同工步共同使用，减少了刀具数量。 缺点有： ①需设置刀具识别装置，使刀库的控制与驱动复杂； ②需对刀具或刀座编码，增加了辅助工作量； ③维护比顺序选择的要复杂。
方式：刀具编码选择、刀座编码选择。
15
数控车床的典型结构
车削中心动力刀架
16
数控车床的典型结构
带刀库的自动换刀系统
由刀库和刀具换刀机构组成。 （1）无机械手交换刀具方式
17
数控车床的典型结构
（2）带机械手交换刀具方式
a）单臂单爪回转式 b）单臂双爪摆动式 c）双臂回转式 d）双机械手 e）双臂往复交叉式 f）双臂端面夹紧式
2020/3/23
2
CK6132车床
3
• ＣＫ６１３２车床的含义
• １. CK是数控车床的意思 • ２. 61——表示卧式车 • ３. 32表示加工最大直径是
320mm
2020/3/23
4
数控车床的典型结构
p ＣＫ６１３２车床机械结构组成
l 主传动系统：实现主运动； l 进给系统：实现进给运动； l 机床基础部件：床身、底座、立柱等，支撑机床本体； l 辅助装置：液压、气动、润滑、冷却、防护、排屑等装置，
实现某些动作和辅助功能； l 实现工件回转、分度定位的装置，如回转工作台； l 刀库、刀架和自动换刀装置（ATC）； l 自动托盘交换装置（APC）； l 特殊功能装置，如刀具破损检测、精度检测、监控装置等。
5
ＣＫ６１３２数控车床结构组成
数 控 系 统
床身
防护罩
2020/3/23
6
数控车床的典型结构
13
数控车床的典型结构
p 刀具的选择
1. 顺序选择
将刀具按加工工序的顺序，依次放入刀库的每一个刀座内。每次换刀时，刀库按顺 序转动一个刀座的位置，并取出所需要的刀具。
优点：①刀库的控制与驱动简单；②无需刀具识别装置；③维护简单。 缺点： ①当加工零件改变后，刀库中的刀具顺序需按照新零件的工艺顺序重新排列，降低了 系统的柔性； ②当工艺过程中有些工步所用的刀具相同时，也不允许重复使用同一把刀，必须按加 工顺序排列几把相同的刀具，增加了刀具数量和刀库储存量； ③操作人员必须在加工前仔细检查刀具的排列顺序，否则会造成严重事故。
班级：05021104 学号：2011301265 姓名：高利飞
1
数控机床的概念
• 数控机床（Numerical Control Tools）是采用数字化信 号，通过可编程的自动控制工作方式，实现对设备运行及 其加工过程产生的位置、角度、速度、力等信号进行控制 的新型自动化机床。数控机床的计算机信息处理及控制的 内容主要包括：基本的数控数据输入输出、直线和圆弧插 补运算、刀具补偿、间隙补偿、螺距误差补偿和位置伺服 控制等。一些先进的数控机床甚至还具有某些智能的功能， 如螺旋线插补、刀具监控、在线测量、自适应控制、故障 诊断、软键（SoftKey）菜单、会话型编程、图形仿真等。 数控机床的大部分功能对实时性要求很强，信息处理量也 较大，因此许多数控机床都采用多微处理器数控方式。 一般数控机床通常是指数控车床、数控铣床、数控镗铣床 等，它们的下述特点对其组成自动化制造系统是非常重要 的。
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数控车床的典型结构
1. 分度工作台 功能：完成回转分度运动，即在需要分度时，将工作 台及工件回转一定角度。 作用：在加工中自动完成工件的转位换面，实现工件 一次安装完成几个面的加工。 特点：不能实现0°-360°范围内任意角度的分度。 分类：按采用的定位元件不同，分为鼠齿盘式分度工 作台和定位销式分度工作台。
2020/3/23
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Hale Waihona Puke 数控车床的典型结构数控机床的总体布局 p 数控车床常用布局形式
平床身
斜床身
平床身斜滑板
立床身
10
水平床身
2020/3/23
斜床身 垂直床身
11
数控车床的典型结构
数控车床的自动换刀装置 p 自动换刀装置的形式
四方刀架
六角刀架
12
数控车床的典型结构
刀库容量
刀库中的刀具并不是越多越好，太大的容量会增加 刀库的尺寸和占地面积，使选刀过程时间增长。因此， 从使用角度出发，刀库的容量一般取为10-40把。
主轴
三爪卡盘
刀架 中托板
溜板箱
尾座 导轨
7
数控车床的典型结构
主轴 电动机
伺服 电动机
配电柜
8
数控车床布局的结构特点
• 数控车床的床身结构和导轨有很多种形式，主要有水平床身、倾斜床 身以及水平床身斜滑板等。一般中小型数控车床多采用倾斜床身或水 平床身斜滑板结构。因为这种布局结构具有机床外形美观，占地面积 小，易于排屑和冷却液的排流，便于操作者操作与观察，易于安装上 下料机械手，实现全面自动化等特点。倾斜床身还有一个优点是可采 用封闭截面整体结构，以提高床身的刚度。床身导轨倾斜角度多为 45°、60°和70°，但倾斜角度太大会影响导轨的导向性及受力情况。 水平床身加工工艺性好，其刀架水平放置，有利于提高刀架的运动精 度，但这种结构床身下部空间小，排屑困难。 床身导轨常采用宽支 撑V－平形导轨，丝杠位于两导轨之间。 数控车床多采用自动回转刀 架来夹持各种不同用途的刀具，受空间大小的限制，刀架的工位数量 不可能太多，一般都采用6、8、10 或12。 数控车削中心是在数控车 床的基础之上发展起来的，一般具有C轴控制，在数控系统的控制下， 实现C轴Z轴插补或C轴X轴插补。它的回转刀架还可以安置动力刀具， 使工件在一次装夹下，除完成一般车削外，还可在工件轴向或径向等 部位进行钻铣等加工。
单、双臂机械手结构
18
数控车床的典型结构
数控车床的回转工作台
数控机床除了沿坐标轴X、Y、Z三个方向的直线进给 运动之外，常常还需要有绕X、Y、Z三个基本坐标轴回 转的圆周运动，通常为A、B、C轴。数控机床靠回转工 作台实现圆周运动。
数控机床常用的回转工作台有两类：分度工作台和 数控回转工作台，二者外形相似，但结构上各有特点。
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数控车床的典型结构
2. 任意选择
根据程序指令的要求来选择所需要的刀具，刀具在刀库中不必按照工件的加 工顺序排列，可任意存放。 必须有刀具识别装置，每把刀具或刀座都编上代码，当某把刀具的代码与数 控指令的代码相符合时，该刀具就被选中。
与顺序选择相比，其优点是： ①刀库中刀具的排列顺序与加工零件的加工顺序无关，无论加工任何零 件，都不 必改变刀具在刀库中原有的排列顺序，这就增加了系统的柔性； ②同一刀具可供不同工件、不同工步共同使用，减少了刀具数量。 缺点有： ①需设置刀具识别装置，使刀库的控制与驱动复杂； ②需对刀具或刀座编码，增加了辅助工作量； ③维护比顺序选择的要复杂。
方式：刀具编码选择、刀座编码选择。
15
数控车床的典型结构
车削中心动力刀架
16
数控车床的典型结构
带刀库的自动换刀系统
由刀库和刀具换刀机构组成。 （1）无机械手交换刀具方式
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数控车床的典型结构
（2）带机械手交换刀具方式
a）单臂单爪回转式 b）单臂双爪摆动式 c）双臂回转式 d）双机械手 e）双臂往复交叉式 f）双臂端面夹紧式
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CK6132车床
3
• ＣＫ６１３２车床的含义
• １. CK是数控车床的意思 • ２. 61——表示卧式车 • ３. 32表示加工最大直径是
320mm
2020/3/23
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数控车床的典型结构
p ＣＫ６１３２车床机械结构组成
l 主传动系统：实现主运动； l 进给系统：实现进给运动； l 机床基础部件：床身、底座、立柱等，支撑机床本体； l 辅助装置：液压、气动、润滑、冷却、防护、排屑等装置，
实现某些动作和辅助功能； l 实现工件回转、分度定位的装置，如回转工作台； l 刀库、刀架和自动换刀装置（ATC）； l 自动托盘交换装置（APC）； l 特殊功能装置，如刀具破损检测、精度检测、监控装置等。
5
ＣＫ６１３２数控车床结构组成
数 控 系 统
床身
防护罩
2020/3/23
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数控车床的典型结构
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数控车床的典型结构
p 刀具的选择
1. 顺序选择
将刀具按加工工序的顺序，依次放入刀库的每一个刀座内。每次换刀时，刀库按顺 序转动一个刀座的位置，并取出所需要的刀具。
优点：①刀库的控制与驱动简单；②无需刀具识别装置；③维护简单。 缺点： ①当加工零件改变后，刀库中的刀具顺序需按照新零件的工艺顺序重新排列，降低了 系统的柔性； ②当工艺过程中有些工步所用的刀具相同时，也不允许重复使用同一把刀，必须按加 工顺序排列几把相同的刀具，增加了刀具数量和刀库储存量； ③操作人员必须在加工前仔细检查刀具的排列顺序，否则会造成严重事故。