专题二十九 数控机床及其应用 （教案）-浙江省职教高考《金属加工基础》机工版-讲练测

专题三十. 数控机床及其应用（讲义）《金属加工基础》专题复习讲练测 [考纲要求] 1. 掌握数控技术的基本概念及发展历程，能够说明数控技术在制造业中的作用和意义。 2. 理解数控机床的组成结构，包括机床本体、数控装置、执行机构和辅助装置等，能够描述各部分的功能。 3. 熟悉数控机床坐标系的概念，能够准确描述绝对坐标系和相对坐标系，并能够说明其在数控加工中的应用。 4. 掌握数控加工程序的组成和格式，了解G代码和M代码的含义及作用，能够编写简单的数控加工程序。 5. 了解不同类型的数控机床的分类以及其特点，能够说明数控机床在不同领域中的应用和优势。 [课时安排] 2课时 [知识梳理] 一、数控技术简介 1.数控技术 数控技术是用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制的一种方法。它不仅可以控制机床上某些部件的位移、角度、速度等机械量，而且可以控制温度、压力、流量、颜色等其他量。 2.数控设备 数控设备是采用了数控技术的机械设备，它用数字信号控制设备的工作过程。数控设备的种类繁多，如数控机床、数控绘图机、数控测量仪、数控绣花机、数控编织机、焊接机器人等。其中，数控机床是一种装有程序控制系统的机床，机床的运动和动作是按照这种程序控制系统发出的，由特定代码和符号编码组成的指令进行。程序控制系统又称为机床的数控系统。 3.数控系统 数控系统是用数字控制技术实现自动控制的系统，它能阅读输入载体上事先设定的数字值，并将其译码，从而达到使机床自动加工零件的目的。数控系统与机床本体有机结合，就形成了各种数控设备(或数控机床)。 一般来说，数控系统对机床的控制包括顺序控制和数字控制两个方面。顺序控制是对刀具交换、主轴调速、切削液开关、工作台的极限位置等开关量进行控制；数字控制是对机床进给运动进行控制，用于实现对工作台或刀架的位移、速度等数字量的控制。 4.数控加工 数控加工是操作者根据零件图样和工艺要求，编制以数码表示的数控程序，并将其输入机床的数控装置或控制计算机中，以控制工件和工具的相对运动，使机床加工出合格零件的方法。数控加工不需要操作者直接操纵数控机床，但数控机床必须执行操作者的指令或意图。 5.数控编程 数控程序由一系列指令代码组成，每一指令对应于工艺系统的一个动作状态。数控程序的编制称为数控编程，数控编程是按照数控系统规定的指令代码及程序格式编写成加工程序，它是数控加工的关键环节，其实质是用数控系统能识别的数控程序表达零件的加工工艺。 数控加工程序是用字母、数字和其他符号的编码指令表示的程序，是按零件加工顺序记载机床加工所需的各种信息，包括零件加工的轨迹信息(几何形状、几何尺寸等)、工艺信息(如进给速度、主轴转速等)及开关命令(如自动换刀、切削液开或关等)。 (1)手工编程 它是编程员根据加工图样和工艺要求，采用数控程序指令(目前通常采用ISO数控标准代码)和指定格式编写程序，然后将编写好的程序通过操作输入数控系统中，经调试和修改完善后投入使用的编程方法。手工编程主要用来加工形状简单的零件。 (2)自动编程 它是利用计算机辅助编制数控加工程序的方法。目前，自动编程多采用计算机CAD/CAM图形交互式自动编程，通过计算机进行有关处理后，自动生成数控程序，然后通过接口直接将其输入数控系统中。自动编程主要用来加工形状复杂的零件。 二、数控机床的组成 数控机床一般由输入/输出装置、数控装置、伺服驱动控制装置、机床电气逻辑控制装置和机床等组成。 1.输入/输出装置 输入/输出装置的主要作用是输入加工程序和数据、打印和显示。数控系统是严格按照外部输入的加工程序控制机床的加工过程，并对工件进行自动加工的系统。加工程序一般记录在各种信息载体上，如穿孔纸带、磁带、软盘等。输入装置可将程序载体上的数控代码转换成相应的电脉冲信息，传送并存入数控装置内。输出装置用以显示输入的内容及数控工作状态等信息，监控数控系统的运行。常用的输入/输出装置有光电阅读机、磁带录放机、磁盘驱动器、键盘和显示器等。 2.数控装置 数控装置是数控系统的核心，它的主要作用是根据输入的程序和数据，完成数值计算、逻辑判断、轨迹插补、输出相应指令脉冲信号等任务，以控制机床的运动。数控装置一般由输入/输出接口、存储器、控制器和运算器等组成。 3.伺服驱动控制装置 伺服驱动控制装置介于数控装置和机床之间。它的作用是把来自数控装置的脉冲信号转换成机床移动部件的运动。伺服驱动控制装置一般由执行元件(如步进电动机、交/直流电动机等)、伺服控制电路、功率放大电路、检测装置等部分组成。伺服驱动控制装置一般是以轴为单位的独立体，用以控制各个轴的运动，它的性能是决定数控机床加工精度的主要因素。 4.机床电气逻辑控制装置 机床电气逻辑控制装置介于数控装置和机床机械、液压部件之间。它的作用是接受数控