数控技术课程教案完整版.docVIP

PAGE

PAGE111

数控技术课程教案

第一章绪论

本章重点：1.数控机床概念

2.数控机床采用的新颖机械结构

3.数控机床按检测系统的分类

一般了解：数控机床的组成、数控机床的优缺点、数控机床的发展趋势

数字控制：用数字化信号对机床的运动及其加工过程进行控制的一种控制方法。

数控机床：国际信息处理联盟（IFIP）第五技术委员会，对数控机床作了如下定义：一种装了程序控制系统的机床。该系统能逻辑的处理具有使用号码或其他符号编码指令规定的程序。

数控机床的产生与发展：

产生：

1、传统的生产方法已满足不了生产需求

单件小批量生产——占70%，一般用试切法，技术水平要求高，劳动强度大，精度不高，无法实现自动化。如：普通车、铣、刨、磨床等

工艺流水作业——调整法加工，生产率提高，精度提高，成本低，品种多，采用组合机床，多机床配合，环节出现问题，生产停滞。

自动机床：用凸轮控制，适于生产简单工件，且改型困难

2、社会的需求

品种多样化

零件精度和形状复杂程度不断提高

生产品种的频繁换型

3、技术上的可行性

电子计算机的发明

电子技术的发展

现代控制理论的发展

各种功能优越件的产生

大规模集成电路的出现

新颖机械结构的出现

滚珠丝杠—代替普通丝杠，动作更灵活，间隙更小，精度提高

滚动导轨—代替滑动导轨，移动灵活，克服爬行和前冲现象

机床动态特性的研究成果

使机床的刚度更好，主轴转速更高，抗振性提高

由于生产的发展要求出现新的生产工具，而在技术上又已具备了条件，于是在1948年，美国帕森斯公司提出应用计算机控制机床加工的设想，并与麻省理工学院合作进行研制工作。1952年试制成功第一台三坐标立式数控铣床。1958年我国开始研制数控机床。

(二)发展：

1952——1959年，电子管制成数控机床控制系统

1959——1965年，晶体管制成数控机床控制系统

1965——1970年，小规模集成电路

1970——1974年，大规模集成电路

1974——，微型计算机

数控机床的组成：

数字控制计算机PC控制部分

数字控制计算机

PC控制部分

数字控制计算机：处理加工程序，输出各种信号，控制机床完成各种运动。

PC控制部分：介于控制计算机和机械、液压部件之间的控制系统，接受计算机输出的指令信号，经过编译、逻辑判断、功率放大后，直接驱动相应的电器、液压、气动和机械部件，完成相应的动作。

以上两部分加上输入输出设备、驱动装置等可以和

称为——计算机数控系统（ComputerizedNumerical

ControlSystem）也可简称为CNC系统。目前通常所

说的数控系统，一般均指计算机数控系统。

液压、气动系统：辅助装置，用来实现润滑、冷却、夹紧、转位、排屑等功能。

机械部分：包括主运动部件（主轴）、进给运动执行部分（工作台、拖板、床身等）

伺服系统：根据CNC发来的速度和位移指令，控制执行部件的进给速度、方向、位移。

数控机床的加工运动：

主运动（控制主运动可以得到合理的切削速度）一般指主轴转速。

数控机床需要无级变速，一般采用变频器控制变频电机来实现无级变速。如：XKA714采用日本安川变频器，河北变频电机。

进给运动（控制进给运动可以得到不同的加工表面）用伺服电机或步进电机来控制丝杠的转动，从而带动工作台或刀具在二维、三维空间内进行移动，加工出各种曲面。

数控机床的优缺点：

优点：1.精度高，质量稳定

传动精度高（滚珠丝杠），摩擦阻力小（滚动导轨），设有检测元件（矫正误差）程序自动加工，避免认为误差。

2..生产率高，采用高硬度的硬质合金刀具，因而切削速度提高，可实现自动换刀，空行程速度快：15m/min~240m/min，因而缩短了辅助时间。

3.功能多，一次装夹可完成多种加工，消除因重复定位而带来的误差。如：数空镗铣床、纵切机床。

4.适应不同零件的自动加工，要换零件品种，只需改变程序。

5.能完成复杂形面的加工，如：螺旋桨面

6.减低劳动强度，有较高经济效益。

缺点：1.价格昂贵，一次性投资大

2.维修和操作较复杂

数控机床的结构特点：

1.增加机床的刚度

2.注重散热和排屑

3.采用滚珠丝杠和滚动导轨，或塑料贴面导轨

4．采取了传动消除间隙机构，提高了传动精度

分类：

1.按工艺用途分

2.按加工路线分

点位控制系统：孔坐标位置精度要求高，如：钻床、镗床、冲床等.

轮廓加工控制系统：刀具轨迹运动精度要求高