《数控机床 教学课件 ppt 作者 郭永亮 课时17-18（3.1）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数控机床 教学课件 ppt 作者 郭永亮 课时17-18（3.1）（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、数控机床,3.1 概述,第三章 数控车床,数控车床的工艺范围,3.1.1,数控车床的组成及布局,3.1.2,第三章 数控车床,3.1.1 数控车床的工艺范围,数控车床主要用于车削加工，可以加工轴类、盘类等回转体零件。通过数控加工程序的运行，可自动完成内外圆柱面、圆锥面、成形表面、螺纹和端面等工序的切削加工，并能进行切槽、钻孔、扩孔、铰孔等加工。车削中心可在一次装夹中完成更多的加工工序，提高加工精度和生产效率，特别适合于复杂形状回转类零件的加工。数控车床加工零件的尺寸精度可达到IT5IT6，表面粗糙度值可达到Ra0.8um以下。,3.1.2 数控车床的组成及布局,第三章 数控车床,1数控车床的组
2、成 数控车床一般是由数控系统、伺服系统、车床主体组成，图3-1所示为数控车床基本组成方框图。全功能数控机床大都采用机、电、液、气一体化设计和布局，采用全封闭或半封闭防护。,第三章 数控车床,图3-1 数控车床的基本组成方框图,3.1.2 数控车床的组成及布局,（1）数控系统和伺服系统 是否具有数控系统和伺服系统这两大部分是数控车床与普通车床的主要区别。这两部分在数控车床中占据重要位置。如果说，数控车床的检测装置相当于人的眼睛，那么，数控系统相当于人的大脑，伺服系统则相当于人的双手。,第三章 数控车床,3.1.2 数控车床的组成及布局,1）计算机数控系统（Compute Numerical Co
3、ntrol）简称CNC系统，是一种用计算机执行其存储器内程序来实现数控功能，并配有接口和伺服驱动装置的专用计算机系统。计算机数控系统是本世纪70年代发展起来的，来实现先前用硬件数控所完成的功能。 从自动控制的角度来看，CNC系统是一种位置（轨迹）控制系统，其本质上是以执行部件（各运动轴）的位移量为控制对象并使其协调运动的自动控制系统，是一种配有专用操作系统的计算机控制系统。,第三章 数控车床,3.1.2 数控车床的组成及布局,其控制过程是根据输入信息（加工程序），进行数据处理、插补运算，获得理想的运动轨迹信息，然后输出到执行部件，加工出所需要的工件。 从外部特征来看，CNC系统是由硬件（通用硬
4、件和专用硬件）和软件（专用）两大部分组成的。硬件为软件提供运行平台，是软件的基础，软件是整个系统的灵魂，控制整个数控系统有条不紊的工作。CNC系统的控制功能在相当大的程度上取决于硬件结构。如图3-2所示为CNC系统平台。,第三章 数控车床,3.1.2 数控车床的组成及布局,第三章 数控车床,图3-2 CNC系统平台,3.1.2 数控车床的组成及布局,CNC系统硬件包括一般计算机具有的微处理器（CPU）、可编程只读存储（EPROM）/随机存储器（RAM）、输入/输出（I/O）接口，同时还具有数控要求的专用接口和部件，如位置控制器、纸带阅读机接口、手动数据输入（MDI）接口和视频显示（CRT）或者
5、LED显示接口等。因此，CNC装置是一种专用计算机。图3-3所示为CNC装置的硬件结构框图。,第三章 数控车床,3.1.2 数控车床的组成及布局,第三章 数控车床,图3-3 CNC装置硬件的组成框图,3.1.2 数控车床的组成及布局,CNC系统软件是数控加工专用软件，它的作用是完成CNC系统的各项功能，相当于计算机的操作系统。CNC系统软件存放在可编程只读存储器（EPROM）中。不同的CNC装置，CNC系统软件的功能和控制方案也不同，因而各厂家软件互不相容。CNC系统是一个专用的实时多任务系统，通常作为一个独立的过程控制单元用于工业自动化生产中。因此，它的系统软件一般包括管理和控制两大部分。系
6、统的管理部分包括：I/O处理、通讯、显示、诊断以及加工程序的编制等软件。系统的控制部分包括：译码、刀具补偿、速度处理、插补和位置控制等软件，如图3-4所示。,第三章 数控车床,3.1.2 数控车床的组成及布局,第三章 数控车床,图3-4 CNC系统软件的结构框图,3.1.2 数控车床的组成及布局,2）伺服系统。在第二章中已经详细介绍过。数控车床的伺服系统与一般数控机床上的伺服系统一样，主要功能是准确地执行数控系统发出的命令，通过驱动电路和执行元件（如交流伺服电动机等），完成数控系统所要求的各种位移。,第三章 数控车床,3.1.2 数控车床的组成及布局,（2）车床主体 除部分专门设计的全功能数控
7、车床外，车床主体大多数基本保持了普通车床的布局结构。如图3-5所示，是典型数控车床结构组成图。主要有以下几部分组成,第三章 数控车床,3.1.2 数控车床的组成及布局,第三章 数控车床,图3-5 典型数控车床结构组成图,3.1.2 数控车床的组成及布局,1） 主轴与主轴箱（床头箱） a）主轴。主轴通过卡盘等夹具装夹工件，带动工件按照规定的转速旋转，实现机床的主运动。数控车床主轴的回转精度，直接影响到零件的加工精度；其功率大小、回转速度影响到加工的效率；其同步运行、自动变速及定向准停等要求，影响到车床的功能。 b）主轴箱。主轴箱支承并传动主轴。有级自动调速功能数控车床，其主轴箱传动机构已经大大简
8、化；无级自动调速数控车床，起机械传动变速和变向作用的机构已不存在；改造式（具有手动操作和自动控制加工双重功能）数控车床，则基本上保留其原有的主轴箱。,第三章 数控车床,3.1.2 数控车床的组成及布局,2）导轨。数控车床的导轨是保证进给运动准确性的重要部件。它在很大程度上影响车床的刚度、精度及低速进给时的平稳性，是影响零件加工质量的重要因素之一。除部分数控车床仍沿用传统的滑动导轨（金属型）外，定型生产的数控车床已较多地采用贴塑导轨。这种新型滑动导轨的摩擦系数小，其耐磨性、耐腐蚀性及吸震性好，润滑条件也比较优越。目前高端数控车床多采用线性导轨，其摩擦系数更小。 3）机械传动机构。数控车床已在原普
9、通车床传动链的基础上，作了大幅度简化。仅保留了纵、横进给的螺旋传动机构，并在驱动电动机至丝杠间增设了可消除其侧隙的齿轮副。,第三章 数控车床,3.1.2 数控车床的组成及布局,螺旋传动机构，是将驱动电动机所输出的旋转运动转换成刀架在纵、横方向上直线运动的运动副。构成螺旋传动机构的部件，一般为滚珠丝杠副。 齿轮副，主要作用是保证车床进给运动的脉冲当量符合要求，避免丝杠可能产生的轴向窜动对驱动电动机有不利影响。在简易数控车床的驱动机构中，驱动电动机与进给丝杠间都设置有一个简单的齿轮箱。,第三章 数控车床,3.1.2 数控车床的组成及布局,4）自动转动刀架。刀架的作用是装夹车刀、孔加工刀具及螺纹刀具
10、，并保证在加工时能准确、迅速地选择刀具。数控车床的刀架分为转塔式和排刀式刀架两大类。除了车削中心采用随机换刀（带刀库）的自动换刀装置外，简易数控车床一般采用固定刀位的自动转位刀架，以进行多刀车削，通常是转塔刀架。转塔刀架安装在机床的刀架滑板上，加工时可实现自动换刀。有的车床还带有各种形式的双刀架。排刀式刀架主要用于小型数控车床，适用于短轴或套类零件加工。,第三章 数控车床,3.1.2 数控车床的组成及布局,5）刀架滑板。刀架滑板由纵向（Z向）滑板和横向（X向）滑板组成。纵向滑板安装在床身导轨上，沿床身实现纵向（Z向）运动；横向滑板安装在纵向滑板上，沿纵向滑板上的导轨实现横向（X向）运动。刀架滑
11、板的作用是使安装在其上的刀具在加工中实现纵向进给和横向进给运动。 6）尾座。尾座安装在床身导轨上，并沿导轨可进行纵向移动调整位置。尾座的作用是安装顶尖支承工件，在加工中起辅助支承作用，主要是在重型切削和较长工件加工时使用。尾座分为手动、电动、气动和液压尾座等。,第三章 数控车床,3.1.2 数控车床的组成及布局,7）床身。床身固定在机床底座上，是机床的基本支承件。在床身上安装着车床的各主要部件。床身的作用是支承各主要部件，并使它们在工作时保持准确的相对位置。 8）底座。底座是车床的基础，用于支承机床的各部件，连结电气柜，支承防护罩和安装排屑装置等。 9）防护罩。防护罩安装在机床底座上，用于加工时保护操作者的安全和保护环境的清洁。,第三章 数控车床,3.1.2 数控车床的组成及布局,
