第一章 数控基础与坐标系（教案）-《数控车床编程与操作》同步教学（江苏凤凰教育出版社）

课程章节名称 第一部分第一章 数控基础与坐标系 教学目的、要求 ● 掌握数控基础知识及数控机床坐标系。 重点 难点 数控基础知识 数控机床坐标系 教学环节时间分配 4课时 教学手段、教学方法和实施步骤 多媒体 授课内容: 1、 数控基础知识 （一）数控与数控加工概念 1、数控的定义：数控即数字控制（Numerical Control）是数字程序控制的简称。 2、数控加工工作实质：数控的实质是通过特定处理方式的数字信息（不连续变化的数字量）自动控制机械装置动作。 3、数控技术：数控中的控制信息是数字化信号，将通过计算机进行自动控制的技术通称为数控技术，简称为数控。这里所讲的数控，特指用于机床加工中的数控（即机床数控）。 4、数字控制（NC）机床：简称数控机床，以前采用的控制系统为专用的控制计算机，而现在大多采用通用计算机或微型计算机加软件作为控制系统，用CNC表示。 5、数控机床工作过程：机床数控是指通过加工程序编制工作，将其控制指令以数字信号的方式记录在信息介质上，经输入计算机处理后，对机床各种动作的顺序、位移量和速度实现自动控制的一门技术。其控制对象是专门针对机床和机床加工的。 （二）数控机床的组成及工作原理 1、数控机床的组成：控机床主要由三大部分组成，除了控制介质（加工程序）和机床主体外，还包括对数控机床进行指挥、控制的数控装置和驱动机床执行机构实施运动的伺服机构。 2、数控机床的工作原理：先把加工零件所需的所有机床动作以程序的形式记录下来，登载到某种存储物上（该存储物就称为控制介质），输入到数控装置中，由数控装置处理程序，发出控制信号指挥机床的伺服系统驱动机床，协调指挥机床的动作，完成零件加工。 （三）数控机床的分类 从不同的技术或经济指标出发,可对数控机床进行各种不同的分类,如按机床的工艺用途、控制运动的轨迹、伺服系统的类型、控制的坐标轴数及机床数控系统的性能价格比等都可进行分类。 1、按控制运动的轨迹分类有： （1）点位控制数控机床，数控钻床、数控冲床、数控坐标镗床、数控元件插装机及数控测量机等均属于点位控制数控机床。 （2）直线控制数控机床，属于直线控制数控机床的有数控车床和数控磨床等。 （3）连续控制数控机床，数控车床、铣床、凸轮磨床、齿轮加工机床及线切割机床等属于这类机床。 2、按伺服系统的类型分类有： （1）半闭环控制数控机床，有位置检测元件为测量反馈装置，部分位置随动控制环路，但不把机械传动装置包括在内，故称为“半闭环”。 （2）开环控制数控机床,采用开环伺服系统(又称为步进电机驱动系统)，没有位置检测反馈装置。 （3）全闭环控制数控机床,控制精度很高，全部位置随动控制环路，自动检测并补偿所有的位移误差。 3、按控制的坐标轴数（联动轴数）分类有： （1）双坐标数控机床：双坐标数控机床,指可以控制两个坐标轴加工曲线轮廓零件的机床。 （2）三坐标数控机床：联动控制的坐标轴均为三轴的轮廓控制机床,可用于加工不太复杂的空间曲面。 （3）两轴半坐标数控机床：有三个可以控制的坐标轴,但能同时进行联动控制的坐标轴只能是其中的两个,第三个仅能作等距的周期移动。 （4）多坐标数控机床：可以联动控制的坐标轴均为四轴或四轴以上。一般需要配合自动编程机。 4、其他分类方法有： （1）按加工工艺范围分类:与普通机床分类方法一样。 （2）按机床结构分类:按机床中有无自动换刀装置分类,可分为普通数控机床和加工中心。在加工中心上有多位工件自动交换装置时,该类机床也被称为是柔性加工单元。 （3）按数控系统分类:可分为经济型数控机床。中档数控机床和高档数控机床。 二、数控机床坐标系 1、标准坐标系的规定及判断:标准的机床坐标系是一个右手笛卡尔直角坐标系。 2、编程坐标系： a、绝对坐标系：所有坐标点的位置都以坐标原点为基准的坐标系。或者说刀具（或机床）运动位置的坐标值是相对于固定的坐标原点给出的,即称为绝对坐标,该坐标系称为绝对坐标系。 b、增量坐标系：指加工轮廓曲线上,各线段的终点位置以该线段起点为坐标原点而确定的坐标系。或者说刀具(或机床)运动位置的坐标值是相对于前一位置,而不是相对于固定的坐标原点给出的,称为增量坐标系统。 课堂讨论 分小组绘图展示数控机床的组成，并阐述各工作原理 课外思考、练 习及作业题 课后习题 学科网（北京）股份有限公司 $$