走近数控机床解析实用教案

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1、会计学1走近数控机床走近数控机床(sh kn j chun)解析解析第一页，共34页。第一部分(b fen) 数控机床 数控技术及应用数控技术及应用项目一 走近数控机床 项目二 数控机床的典型结构项目三 数控机床的主传动及主轴部件项目四 数控机床的进给传动系统项目五 数控机床的选用(xunyng)、安装、调试和验收第1页/共34页第二页，共34页。第二部分(b fen) 数控原理 数控技术及应用数控技术及应用项目六 计算机数控（CNC）装置项目七 伺服驱动装置项目八 数控机床(sh kn j chun)的检测装置项目九 数控系统中可编程控制器（PLC）第2页/共34页第三页，共34页。 项目(

2、xingm)一 走进数控机床 第一(dy)部分 数控机床n数控机床的产生和发展数控机床的产生和发展n数控机床的定义、特点数控机床的定义、特点(tdin)(tdin)和分类和分类n数控机床的组成和工作原理数控机床的组成和工作原理n数控机床的主要性能指标数控机床的主要性能指标第3页/共34页第四页，共34页。 任务一 数控机床的产生(chnshng)及发展 项目(xingm)一 走近数控机床p 什么(shn me)是数控机床 数字控制机床（Numerical Control Machine Tools）：是采用数字化信号对机床的运动及加工过程进行控制的机床，简称数控机床。第4页/共34页第五页，共

3、34页。 项目(xingm)一 走近数控机床数控车床第5页/共34页第六页，共34页。 项目(xingm)一 走近数控机床数控铣床第6页/共34页第七页，共34页。 项目(xingm)一 走近数控机床加工(ji gng)中心第7页/共34页第八页，共34页。 p 数控机床(sh kn j chun)的产生 项目(xingm)一 走近数控机床机械产品的自身要求单件、多品种(pnzhng)小批量零件约占80%以上第8页/共34页第九页，共34页。 项目(xingm)一 走近数控机床1952年 美国(mi u)Parsons公司和MIT 三坐标(zubio)数控立铣床 电子管元件电子管元件 第一代第

4、一代19591959年年 晶体管和印制电路板晶体管和印制电路板 第二代第二代 19651965年年 小（大）规模集成电路小（大）规模集成电路 第三代第三代 19701970年年 小型计算机小型计算机 第四代（第四代（CNCCNC）19741974年年 微处理器为核心微处理器为核心 第五代（第五代（MNCMNC）p 数控机床的发展1. 数控系统的发展第9页/共34页第十页，共34页。 项目(xingm)一 走近数控机床早期早期 电液脉冲电液脉冲(michng)(michng)马达马达-步进电动机步进电动机20c60s 20c60s 液压伺服系统液压伺服系统20c70s 20c70s 伺服电动机伺

5、服电动机20c80s 20c80s 交流伺服系统交流伺服系统19861986年年 数字伺服系统数字伺服系统当前趋势当前趋势 交流数字伺服系统取代直流伺服系统交流数字伺服系统取代直流伺服系统2. 伺服系统的发展(fzhn)第10页/共34页第十一页，共34页。 项目(xingm)一 走近数控机床 提高机床提高机床(jchung)(jchung)的动、静刚度的动、静刚度 减少机床减少机床(jchung)(jchung)的热变形的热变形 其他措施其他措施 滚动导轨、静压导轨、塑料导轨；滚珠丝杠滚动导轨、静压导轨、塑料导轨；滚珠丝杠3. 机床(jchung)结构的发展第11页/共34页第十二页，共34

6、页。 任务二 数控机床的组成(z chn)及工作原理 项目(xingm)一 走近数控机床p 数控机床(sh kn j chun)的组成数控机床加工一个零件的过程 第12页/共34页第十三页，共34页。 数控系统的工作(gngzu)过程 数控机床的组成：加工程序载体、数控装置、伺服驱动装置、机床主体和其他(qt)辅助装置。 项目(xingm)一 走近数控机床第13页/共34页第十四页，共34页。 1. 加工(ji gng)程序载体 穿孔纸带、盒式磁带、软磁盘、CF卡等。 2. 数控装置-数控机床(sh kn j chun)的核心 （1）输入纸带(zh di)输入方式MDI手动数据输入方式DNC输

7、入方式串行通信方式（RS232C）读卡器（CF卡） 项目一 走近数控机床第14页/共34页第十五页，共34页。 （2）信息处理 将加工信息按照控制程序的规定编译成计算机能识别(shbi)的信息后，存储、输出。（3）输出(shch)装置 将处理好的信息输出(shch)给伺服系统，控制机床运动。 3. 伺服系统 实现数控机床的进给伺服控制和主轴伺服控制，包括驱动装置和执行机构。步进电动机、直流伺服电动机和交流伺服电动机是常用的驱动装置。 项目一 走近数控机床第15页/共34页第十六页，共34页。 4. 测量反馈系统 检测(jin c)、反馈。 5. 机床(jchung)主体 床身、底座、立柱、工作

8、台、刀架等机械部件。 6. 辅助装置(zhungzh) 气动、液压、润滑、排屑、照明、防护等。 项目一 走近数控机床第16页/共34页第十七页，共34页。 任务三 数控机床(sh kn j chun)的分类1. 按运动(yndng)轨迹分类（控制系统）点位控制(kngzh)数控机床 项目一 走近数控机床第17页/共34页第十八页，共34页。 直线(zhxin)控制数控机床 项目(xingm)一 走近数控机床第18页/共34页第十九页，共34页。 轮廓(lnku)（连续）控制数控机床 项目(xingm)一 走近数控机床第19页/共34页第二十页，共34页。 2 . 按 伺 服 系 统 的 类 型

9、(lixng)分类开环控制(kngzh)数控机床 特点：无测量元件(yunjin)；简单、稳定、成本低；精度低；步进电动机。 项目一 走近数控机床第20页/共34页第二十一页，共34页。 闭环控制数控机床( s h k n j chun) 特点：直线位移测量元件装在工作台（运动终端(zhn dun)）；复杂、稳定性差、成本高；精度高。 项目(xingm)一 走近数控机床第21页/共34页第二十二页，共34页。 半闭环控制数控机床(sh kn j chun) 特点：角位移测量元件装在电动机或丝杠端；成本(chngbn)、精度适中；大多数数控机床采用。 项目(xingm)一 走近数控机床第22页/

10、共34页第二十三页，共34页。 3. 按加工工艺(gngy)用途分类金属切削(qixio)类数控机床 数控车床、数控铣床、数控钻床数控车床、数控铣床、数控钻床(zun chung)(zun chung)、数控、数控镗床、数控磨床、加工中心等。镗床、数控磨床、加工中心等。金属成型类数控机床 数控折弯机、数控弯管机和数控压力机等数控折弯机、数控弯管机和数控压力机等。特种加工类数控机床 数控电火花线切割机床、火焰切割机、数控激光加工机床等。数控电火花线切割机床、火焰切割机、数控激光加工机床等。其它类数控机床 数控测量机、三坐标测量仪、自动绘图机、工业机器人等。数控测量机、三坐标测量仪、自动绘图机、工

11、业机器人等。 项目一 走近数控机床第23页/共34页第二十四页，共34页。 4. 按功能(gngnng)水平分类 低档低档(ddng)(ddng)、中档和高档。、中档和高档。5. 按同时(tngsh)控制坐标轴数分类两轴联动数控机床两轴半联动控机床三轴联动数控机床多轴联动数控机床 项目一 走近数控机床第24页/共34页第二十五页，共34页。 p 数控机床(sh kn j chun)的特点1、适合于复杂形状零件的加工2、精度高，加工质量稳定3、实现计算机控制，排除人为误差 4、生产效率高5、减轻工人劳动(lodng)强度，改善劳动(lodng)条件6、有利于生产管理的现代化 项目(xingm)一

12、 走近数控机床任务四 数控机床的特点及应用第25页/共34页第二十六页，共34页。 p 数控机床的应用(yngyng)范围最适宜加工零件类型(lixng)：多品种、小批量。 项目(xingm)一 走近数控机床第26页/共34页第二十七页，共34页。 高速化 S：100000r/min 高精度化 亚微米(wi m)级 高可靠性 MTBF：125月 复合化 智能化 项目(xingm)一 走近数控机床任务(rn wu)五 数控机床的发展趋势第27页/共34页第二十八页，共34页。 p 分辨率与脉冲(michng)当量 项目(xingm)一 走近数控机床任务(rn wu)六 数控机床的主要性能指标 分

13、辨率：可以分辨的最小位移间隔。 脉冲当量：每发出一个脉冲信号，机床运动部件所产生的位移量。 普通：0.001mm；简易：0.01mm；精密：0.0001mm 脉冲当量越小，数控机床的加工精度和表面质量越高。1. 精度指标第28页/共34页第二十九页，共34页。 p 定位精度和重复(chngf)定位精度 项目(xingm)一 走近数控机床 定位(dngwi)精度：移动部件实际运动位置与指令位置的一致程度，不一致的差量即为定位(dngwi)误差。 重复定位精度：在相同操作方法和条件下，多次完成操作后得到结果的一致程度。 一般数控机床定位精度为0.018mm，重复定位精度为0.008mm。 p 分度

14、精度 分度精度：分度工作台在分度时，实际回转角度与指令回转角度的差值。 第29页/共34页第三十页，共34页。 项目(xingm)一 走近数控机床 主轴转速 5000-10000r/min 进给速度 10-30m/min，快进20-100m/min 坐标行程 摆角范围 刀库容量和换刀时间 小型(xioxng)16-60把，大型100把以上；换刀时间10-20s2. 运动(yndng)性能指标第30页/共34页第三十一页，共34页。 项目(xingm)一 走近数控机床 最高主轴转速(zhun s)和最大加速度 最快位移速度和最高进给速度3. 加工(ji gng)性能指标 可控轴数：能够控制的坐标

15、轴数目。（最高已达60轴） 联动轴数：能同时达到空间某一点的坐标轴的数目。4. 可控轴数与联动轴数第31页/共34页第三十二页，共34页。 项目(xingm)一 走近数控机床 平均故障时间(shjin) MTBF MTBF=总工作时间(shjin)/总故障次数5. 可靠性指标(zhbio) 平均修复时间 MTTR MTTR=总故障停机时间/总故障次数 平均有效度 A A=MTBF/（MTBF+MTTR）第32页/共34页第三十三页，共34页。 项目(xingm)一 走近数控机床任务七 思考(sko)与练习1.数控机床适应于加工何种类型的零件？2.数控机床主要由哪几个部分组成？3.何谓点位控制、直线控制、轮廓(lnku)控制？各有何特点？4.什么是开环、闭环、半闭环控制系统？各自特点是什么？5.加工中心与普通数控机床的区别是什么？6. 第33页/共34页第三十四页，共34页。