高二 北京理工大学出版社 《数控设备与编程》第一章 数控设备基本知识

第一章 数控设备基本知识 第一节数控机床概述 第二节 几种基本的传动 第三节 数控编程基础 第四节数控编程的内容与步骤 第五节数控系统的基本功能代码 第一节数控机床概述 一、数控机床的组成 数控机床的种类繁多，但从组成一台完整的数控机床来讲，它由信息输入装置、数控装置、伺服系统、机床本体以及辅助装置组成。如图1-1所示，图中实线部分为开环系统，如果加上虚线部分的测量装置，并反馈到数控装置，就构成厂闭环系统。 1.信息输入装置 信息输入装置就是将NC程序代码读入数控装置，它可以是光电阅读机、磁带机或一个 下一页 返回 第一节数控机床概述 接口。光电阅读机将穿孔带上的代码信息或磁带阅读机将磁带上的信息读入数控装置。目前一般都采用微处理器数控装置，它有专用接口，可以直接接收外界计算机中的NC程序代码信息。 2.数控装置 数控装置是数控机床的控制中心，能对NC代码信息进行识别、储存和插补运算，并且输出相应的指令脉冲以驭动伺服系统，进而控制机床动作。在计算机数控机床中，由于计算机本身就含有运算器、控制器等单元，因此其数控装置的作用由一台专用计算机来完成。 上一页 下一页 返回 第一节数控机床概述 3.伺服系统 伺服系统接受来自数控装置的脉冲信号并且转换为机床移动部件的运动，加工出符合图纸要求的零件。因此，伺服系统的性能是决定机床的加工精度、表面质量和生产率的主要因素之一。每个脉冲信号使机床移动部件产生的位移量叫做脉冲当量(数控机床常用的脉冲当量为0. 001 mm一0. O1mm)。 伺服系统包括驭动装置和执行机构两大部分。目前大都采用直流伺服电机或交流伺服电机作为执行机构，这些电机均带有光电编码器等位置测量元件和测速发电机等速度测量元件。各种执行机构由相应的驭动装置驭动。步进电机驭动只在经济型或简易NC机床上采用。 上一页 下一页 返回 第一节数控机床概述 4.检测反馈装置 检测反馈装置是将运动部件的实际位移、速度及当前的环境(温度、摩擦力和切削力等因素的变化)参数加以检测，转变为电信号后反馈给数控装置，通过比较得出实际运动与指令运动的误差。这时发出误差指令，纠正所产生的误差。反馈装置可以有效地改善系统的动态特性，提高零件的加工精度。 5.机床本体 机床本体是数控机床加工运动的实际执行部件，主要包括主运动部件、进给运动执行部件、工作台、拖板及其部件、床身立柱等支撑部件。对机床本体的要求是:应有足够的刚度、抗振性、热变形小和足够的精度。 除上述五个部分外，数控机床还有一些辅助装置和附属设备，如电器、液压、气压系统与冷却、排屑、润滑、照明、储运等装置以及编程机、对刀仪等。 上一页 下一页 返回 第一节数控机床概述 二、数控机床的分类 数控机床的品种规格很多，可以按多种原则进行分类。归纳起来，常用以下4种方法进行分类。 1.按照运动方式分类 (1)点位控制数控机床这类机床的加工移动部件只能实现从一个位置到另一个位置的精确移动，在移动途中不进行加工。为了在精确定位基础上有尽可能高的生产率，两相关点之间的移动先是以快速移动接近定位点，然后降速1一3级，再慢慢靠近，以保证加工精度。 图1-2是点位控制示意图，主要应用于数控坐标锁床、数控钻床、数控冲床、数控测量机和数控点焊机等。 (2)点位直线控制数控机床这类数控机床的加工移动部件不仅要实现从一个位置到 上一页 下一页 返回 第一节数控机床概述 另一个位置的精确移动，且能实现平行于坐标轴的直线切削加工运动及沿坐标轴呈45°的直线切削加工，但不能沿任意斜率的直线进行切削加工。 图1-3为点位直线控制示意图，主要应用于数控车床、数控锁铣床等。 (3)轮廓控制数控机床这类数控机床能够同时控制2 -5个坐标轴联动，加工形状复杂的零件，它不仅控制机床移动部件的起点与终点坐标，而且控制整个加工过程中每一点的速度与位移量。例如在铣床上进行曲线圆弧切削及复杂曲面切削时，就需要用这种控制方式。 图1-4为轮廓控制示意图，主要应用于数控铣床、数控凸轮磨床。 上一页 下一页 返回 第一节数控机床概述 2.按工艺用途分类 (1)金属切削类数控机床这类数控机床与传统的普通金属切削机床品种一样，有数控车、铣、销、钻、磨床等。每一种又有很多品种，如数控铣床中还有立铣、卧铣、工具铣、龙门铣等。 切削类数控机床发展最早、种类繁多。在普通数控机床的基础上加装一个刀库(可容纳10一100多把刀具)和自动换刀装置，即为加工中心机床，零件在一次装夹后，便可进行铣、销、钻、铰、攻螺纹等多工序加工。 上一页 下一页 返回 第一节数控机床概述 (2)金属成型数控机床这类数