数控车床培训课件

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• （3）半闭环伺服系统
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半闭环控制系统是在开环控制系统的伺服机构中装有角位移检测装置，
通过检测伺服机构的滚珠丝杠转角间接检测移动部件的位移，然后反馈到
数控装置的比较器中，与输入原指令位移值进行比较，用比较后的差值进
行控制，使移动部件补充位移，直到差值消除为止的控制系统。
• 特点：半闭环控制系统伺服机构没有将丝杠螺母机构齿轮机构等传动机构 包括在闭环中，所以这些传动机构的传动误差仍然会影响移动部件的位移 精度。但半闭环伺服系统将惯性大的工作台安排在闭环之外，系统调试较 容易，稳定性好。所能达到的精度、速度和动态特性优于开环伺服机构， 为大多数中小型数控机床所采用。
• 特点：闭环伺服系统的位置检测装置安装在机床工作台上，将工作台的实 际位置检测出来并与CNC装置的指令进行比较，用差值进行控制，因而可 以达到很高的定位精度，同时还能达到较高的速度。在精度要求高的大型 和精密机床上应用十分广泛。由于系统增加了检测、比较和反馈装置，所 以结构比较复杂，不稳定因素多，调试维修比较困难 .
聊城市交通技工学校
• 授课内容《数控机床的编程与操作》 • •
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授课老师：刁燕
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第1章 数控加工编程基础
1.1
数控机床的基本知识
1.2
Hale Waihona Puke Baidu数控加工编程基础
1.3
数控机床坐标系
1.4
数控加工的工艺设计
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1.1数控机床的基本知识
• 1.1.1 数控机床的产生和发展历程
• 1.数控技术与数控机床 • 数控即数字控制(Numerical Control，简称NC），数控技术即NC技术，是
用数字化信号发出指令并控制机械执行预定动作的技术。计算机数控 (Computer Numerical Control，简称CNC）是指用计算机，按照存储在计算机 内读写存储器中的控制程序去执行数控装置的一部分或全部数控功能，实现 部分或全部的数控功能。 采用数控技术实现数字控制的一整套装置和设备， 称为数控系统。 • 数控机床就是装备有数控系统，采用数字信息进行自动控制机床运动及 其加工过程的机床。它是用输入专用或通用计算机中的数字信息来控制机床 的运动，自动将零件加工出来。
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• （2）闭环伺服系统
• 工作原理：数控装置发出位移指令脉冲，经电动机和机械传动装置使机床 工作台移动，安装在工作台上的位量检测器把机械位移变成电学量，反馈 到输入端与输入信号相比较，得到的差值经过放大和变换，最后驱动工作 台向减少误差的方向移动。如果输入信号不断地产生，则工作台就不断地 跟随输入信号运动。
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• 1数控机床的组成1.1.2数控机床的组成及加工原理
• 数控机床主要由以下几部分组成，如图1-1所示。 • （1）控制介质与程序输入输出设备 • （2） 数控装置 • （3）伺服系统 • （4）辅助控制装置 • （5）机床本体 • 2.数控机床的加工原理
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数
控
输
装
入 输
置
出
装
C
置
N
C
伺置 服检 驱测 动装 及置 位 辅电 助控 控制 制装 及置 强
• （1）开环伺服系统
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工作原理：每当数控装置发出一个指令脉冲信号，就使步进电 动机的转子旋转一个固定角度，机床工作台移动一定的距离。
• 特点： 开环伺服系统没有工作台位移检测装置，对机械传动精 度误差没有补偿和校正，工作台的位移精度完全取决于步进电 动机的步距角精度、齿轮箱中齿轮副和丝杠螺母副的精度与传 动间隙等，所以这种系统很难保证较高的位置控制精度。同时 由于受步进电动机性能的影响，其速度也受到一定的限制。但 这种系统的结构简单、调试方便、工作可靠、稳定性好、价格 低廉，因此被广泛用于精度要求不太高的经济型数控机床上。
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• 2.数控机床的产生和发展
• 数控机床主要是为了实现复杂多变零件的自动化加工而产生的， 数控机床的发展，依赖于电子技术、计算机技术、自动控制和精 密测量技术的发展，软件式数控是采用微处理器及大规模或超大 规模集成电路组成的数控系统，它具有很强的程序存贮能力和控 制功能，这些控制功能是由一系列控制程序 (驻留系统内）来实现 的。软件或数控系统通用性很强，几乎只需要改变软件，就可以 适应不同类型机床的控制要求，具有很大的柔性。目前微型机数 控系统几乎完全取代了以往的普通数控系统。
机床本体
主进辅 运给助 动运动 机动作 构机机
构构
图1-1 数控机床的组成
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刀辅具选择
刀
刀具方案
具
刀具确定
调 整
数
工
零件图
工艺分析
艺 设
计
刀具调整卡
手
手 工 编 程
程 序 单
自 动
动 输
控
入
纸带输入 机
编
通讯传输
程
(R232C)
组合夹具
夹
床
夹具方案
具
调
通用夹具
整
图1-2 数控机床的加工过程
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合格零件
• １．机床相对运动的规定 • 2．坐标系的规定 • 在数控机床上加工零件，机床的动作是由数控系统发出指令来
控制的，为了确定机床上运动的位移和运动的方向，需要坐标系 来实现，这个坐标系叫标准坐标系，也称为机床坐标系。
• 数控机床上的坐标系采用右手笛卡尔直角坐标系。围绕X、Y、 Z坐标旋转的旋转坐标分别用A、B、C表示，根据右手螺旋定则， 大拇指的指向为X、Y、Z坐标中任意轴的正向，则其余四指的旋 转方向即为旋转坐标A、B、C的正向，
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• 1．按工艺用途分1.1.3 数控机床的分类
• （1）金属切削类数控机床 • （2）金属成型类数控机床 • （3）特种加工类数控机床 • （4）其他类数控机床 • 2．按控制运动轨迹分类 • （1）点位控制数控机床 • （2）直线控制数控机床 • （3）轮廓控制数控机床
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• 3. 按伺服系统的控制方式分类
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1.1.4 数控机床的加工特点
• 1．适应性强，用于单件小批量和具有复杂型面的工件的加工. • 2．加工精度高，加工零件质量稳定. • 3．生产效率高. • 4．能实现复杂的运动. • 5．减轻劳动强度，改善劳动条件 . • 6．有利于生产管理.
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• 1.3.1标准坐标系及其1.运3 数动方控向机床坐标系
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• 4．按可控制轴数与联动轴数分类
• 可控制轴数是指系统最多可以控制的坐标轴数目，联动轴数是指 数控系统按加工要求控制同时运动的坐标轴数目。
• 多坐标轴按照一定的函数关系同时协调运动，称为多轴联动。按 照联动轴数可以分为：
• （1）两轴联动 • （2）两轴半联动 • （3）三轴联动 • （4）多坐标联动