数控机床的分类、特点与应用范围

1、熟悉数控机床机械的结构和工作原理，掌握数控 机床对一些机械部件的要求。
2、使学生了解数控系统、伺服驱动系统的基本组成
绪 及原理，为今后更好地使用机床和维护数控机床奠 论 定基础。
3、初步掌握数控机床选型、安装、调试、验收的的 知识、验收机床精度的方法。
数
第一章 绪论
控
机 第一节 数控机床的基本组成及
曲面的加工。
绪 论
数 3、按驱动装置的类型分类 控 机 开环控制数控机床 床
绪 论
特点：结构简单，步进驱动、步进电机， 无位置速度反馈
数 控 半闭环控制数控机床 机 床
绪 论
特点：精度较高，采用交流或直流伺服驱动及伺 服电机，有角位移、角速度检测装置，结构紧凑
数 控
闭环控制数控机床
机
床
绪
论 特点：精度高，采用交流或直流伺服驱动及伺服
数 4、伺服驱动装置 控
机
伺服驱动装置的作用是把来自CNC装置的各种
床 指令（脉冲信号），经过功率放大后，驱动电动
机运转，通过机械传动装置拖动工作台或刀架运
动。
伺服驱动装置包括驱动部分和执行机构两大部 分。
绪
在数控机床的伺服驱动机构中，常用的驱动元
论 件有功率步进电机、直流伺服电机和交流伺服电
机，后二者都带有感应同步器、编码器等位置检
、拖板以及相应的传动机构）、支承件（立柱
、床身等）以及特殊装置（刀具自动交换系统
工件自动交换系统）和辅助装置（如排屑装置
绪 等）。 论
数 第二节、数控机床的分类
控 机 1、按加工工艺分类 床 ➢普通数控机床：
如：数控车床、数控铣床、数控磨床、数控钻床等等
➢加工中心：带刀库和自动换刀装置
如：车削中心、加工中心
“金领型”：有较扎实的专业基础，较全面地掌握
数控设备的相关原理与技术，具备数控设备研制与
开发能力，掌握网络技术，有较高的外语水平。
数
控
机
图3.企业未来数控人才需求趋势图
床
15.02%
绪 论
51.00%
20.59% 18.76%
数控编程 系统维修 机床操作 以上均能从事
数 控
机 普通机床概论部分：
控制、精密测量、机床的机构设计与制造等方面的
最新成果。
绪 论
数控系统：数控设备的数据处理和控制电路以及伺 服机构等统称数控控制系统。它由程序输入\输出 设备、计算机数字控制装置、可编程控制器、主轴
进给及驱动装置等组成。
数 三、计算机数控的发展
控
机 床
2020/4/7从1952年至今，数控机床按数控系统 的发展经历了五代。
数
控
机 “蓝领型”：以传统的机械制造技术为基础，学 床 习，掌握“数控机床原理及应用基础”和“数控加
工编程技术”，掌握“CAD/CAM”软件。
“灰领型”：
编程工艺员，应具有良好的数学基础，熟悉产品 的三维设计，产品的加工工艺；
绪 论
维修人员，以机、电、光和液（气）控制技术为 基础，掌握数控机床维护与维修的技术和技能。
床
工作原理
一、数控机床的产生
➢原因—社会生产发展（军备竞赛的产物）
绪 论
➢目的—解决单件、中小批量精密复杂零件的加 工问题
数
自动机床
控
机
床
绪 论
数
组合机床
控
机
床
绪 论
数 控
二、概念：
机 床
数字控制：是指用数字信息控制机械运动。
数控机床：是一种装有程序控制系统（数控系统）
的高效自动化机床。它综合了综合了计算机、自动
床
典型机床：C6140车床、M1432A磨床、铣床
其它机床：钻床、镗床等
目的：
绪
了解通用机床的主要类型、性能及工艺范围
论 熟悉典型机床的工作原理、传动、运动及结构
能够合理选择和使用机床及常用机床辅具。
掌握认识机床和分析机床的方法和步骤
数
控
机 床
数控机床部分：
通过数控机床的结构和工作原理的介绍，使同学们
辅助控
绪
置
制装置
论
辅助动作机构 进给运动机构 主运动机构
机床 位置检测
数 控 1、控制介质 机 控制介质是记录零件加工程序的媒介 床
2、输入装置
将所输入的程序载体上的数控程序变成相应的 电脉冲信号，传送并存入数控装置内。
3、数控装置 绪 论 数控装置是接受输入装置送来的脉冲信号，经过
编译、运算和逻辑处理后，输出指令控制机床的 各个部分，按程序动作的装置。
第一代：1955年 数控系统以电子管组成，体积
大，功耗大。
第二代：1959年 数控系统以晶体管组成，广泛 采用印刷电路板。出现带自动换刀装置的数控机
绪 床，称为加工中心。
论 第三代：1965年 数控系统采用小规模集成电路
，其特点是体积小，功耗低，可靠性有了提高。
数 三、计算机数控的发展（续 控） 机 1970年采用小型计算机控制的计算机数控系统（ 床 简称 CNC），使数控装置进入了以小型计算机化
为特征的第四代。其部分功能由软件实现。
1974年，研制成功使用微处理器和半导体存贮器 的微型计算机数控装置（简称 MNC），这是第五 代数控系统。使实现真正意义上机电一体化成为
绪 可能。 论
数 四、基本结构及工作原理 控 机 床
绪 论
数 控
数控机床的基本结构
机
床
数
伺服驱
控
输
制
入
控
动装置
介
装
装
质
置
第一章 绪论
数
控
机
数
控
机 “蓝领层”数控技术人才：
床
承担数控机床的具体操作及日常简单维护工
作的技术工人。
“灰领层”数控技术人才：
承担数控编程的工艺员和数控机床维护、维 修人员。
绪 “金领层”数控技术人才：
论
具备并精通数控操作、数控工艺编程和数控
机床维护、维修所需要的综合知识，积累了大
量实际经验，知识面广。
➢金属成型类数控机床
绪
如：数控折弯机、数控弯管机、数控回转头压力机。
论 ➢数控特种加工机床
如：数控线切割机床、数控电火花加工机床、数控激光切
割机床。
➢其它：三坐标测量机、机械手（工业机器人）、自动绘图 机等
数 2、按机床运动轨迹分类 控
机 床
点位控制数控机床
为点到点精确定位运动，运动过程中不进行
任何加工。这类机床有数控钻床、数控坐标
镗床、数控冲剪床、数控测量机等。
绪 论
数 控 直线控制数控机床
机 床
除点到点的准确位置之外，还要保证两点之
间移动的轨迹是直线，而且对移动的速度也要
进行控制，以便适应随工艺因素变化的不同需
要。
简易数控车床、数控镗铣床，一般有23个
绪 可控坐标轴，但同时控制的坐标轴只有一个。 论
数 轮廓控制的数控机床 控 机 能够对两个或两个以上运动坐标的位移及速 床 度进行连续相关的控制，因而可进行曲线或
测元件。
数 5、反馈检测系统
控
机 床
作用：检测机床的运动方向、速率、距离等 参数，并将物理量转变成电信号显示出来或
送给机床数控装置，使数控装置能够校核机
床的工作情况及实际位置是否与指令一致，
并由机床数控装置发出指令，纠正产生的误
差。
绪 6、辅助控制装置 论
数 7、机床 控
机 床
组成：由主运动部件、进给运动部件（工作台
10.维修困难
数 控 数控机床的应用范围 机 1、多品种小批量生产的零件 床
2、结构比较复杂的零件
3、需要频繁改型的零件
4、价值昂贵，不允许报废的关键零件
绪 5、需要最短生产周期的急需零件 论
数 控 机 床
绪 论
电机，有直线位移、速度检测装置，价格贵，调 试困难
数 控
混合控制数控机床
机
床 开环补偿型
半闭环补偿型
绪 论
数 控
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第三节
数控机床的特点及应用范围
机
床
数控机床特点 1.复杂零件加工
2.高精度
3.加工稳定可靠
4.高柔性
5.高生产率
绪
6.劳动条件好
论
7.有利于管理现代化 8.投资大，使用费用高
9.生产准备工作复杂