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第一章数控车削编程基础

第一节数控车床概述第二数控床坐系第三数控削程的基第四程序制的工第五手工程中的数学理

第一节数控车床概述

1.熟悉数控车床的组成及基本工作原理。2.掌握数控车床的分类和特点。

一、数控车床的组成及工作原理用途：适合加工精度高，形状复杂的回转体零件。数控车床实物图

·1.数控车床的组成数控车床一般由车床本体、数控单元（PLC）、输入/输出装置、伺服单元、驱动装置（或称执行机构）、测量装置等组成。数控车床的组成框图

（1）车床本体组成：主运动机构、进给控制机构、辅助控制机构等。（2）数控单元（PLC）数控单元是数控系统的核心。组成：微处理器CPU、存储器、外围逻辑电路以及与数控系统的其他组成部分联系的各种接口等。（3）输入／输出装置组成：一般配有CRT显示器或点阵式液晶显示器。

（4）伺服单元伺服单元是数控装置和机床本体的联系环节。分类：按照接收指令的不同，伺服单元有数字式和模拟式之分。按电源种类再细分，模拟式伺服单元又可分为直流伺服单元和交流伺服单元。

（5）驱动装置原理：驱动装置把经过放大的指令信号转变为机械运动，通过机械传动部件驱动机床主轴、刀架、工作台等精确定位或按规定的轨迹做严格的相对运动，最后加工出图样所要求的零件。分类：驱动装置有步进电动机、直流伺服电动机和交流伺服电动机等。

（6）测量装置测量装置也称反馈元件。原理：把车床工作台的实际位移转变成电信号反馈给数控装置，数控装置将反馈值与指令值比较产生误差信号，以控制工作台向消除该误差的方向移动。位置：通常在车床上的工作台、丝杠或电动机轴上。测量装置是高性能数控车床的重要组成部分。

2.数控车床的工作原理数控车床就是将加工过程所需的各种操作（如主轴变速、松夹工件、进刀与退刀、开车与停车、自动开关冷却液等）和步骤以及工件的形状尺寸用数字化的代码表示，通过控制介质将数字信息送到数控装置，数控装置对输入的信息进行处理与运算，发出各种信号，控制机床的伺服系统或其他驱动元件，使机床自动加工出所需要的工件。

二、数控车床的分类及特点1．数控车床的分类（1）按车床主轴布置形式分类1）立式数控车床简称数控立车。特征：主轴垂直于水平面，并有一个直径很大的圆形工作台，供装夹工件使用。适用：主要用于加工径向尺寸大、轴向尺寸相对较小的大型复杂工件。数控立式车床

2）卧式数控车床分类：卧式数控水平导轨车床和卧式数控倾斜导轨车床。卧式数控水平导轨车床卧式数控倾斜导轨车床

（2）按伺服系统的类型分类1）开环控制数控车床开环控制系统是指不带位置检测反馈装置的控制系统。CNC单元发出的指令信号流是单向的。工作过程：控制介质上的数据指令，经过控制运算发出脉冲信号，输送到伺服驱动装置（如步进电动机），使伺服驱动装置转过相应的角度，然后经过减速齿轮和丝杠螺母机构，转换为移动部件的直线位移。开环控制系统

2）半闭环控制数控车床半闭环控制系统是在开环控制系统的伺服机构中装有角位移检测装置，通过检测伺服机构的滚珠丝杠转角间接检测移动部件的位移，然后反馈到数控装置的比较器中，与输入原指令位移值进行比较，用比较后的差值进行控制，使移动部件补偿位移，直到差值消除为止的控制系统。半闭环控制系统框图

3）闭环控制数控机床闭环控制系统是在机床移动部件位置上直接装有直线位置检测装置，将检测到的实际位移反馈到数控装置的比较器中，与输入的原指令位移值进行比较，用比较后的差值控制移动部件作补偿位移，直到差值消除时才停止移动，达到精确定位的控制系统。闭环控制系统框图

2．数控车床的特点（1）适应性强（2）适合加工复杂型面的零件（3）加工质量稳定（4）生产效率高（5）加工精度高（6）工序集中，一机多用（7）减轻劳动强度（8）价格较高且调试和维修较复杂

1．什么叫数控车床？数控车床的主要加工对象是什么？2．简述开环和闭环两种控制方式的区别。3．数控车床的特点有哪些？

第二节数控车床坐标系

1.了解右手直角笛卡儿坐标系，并能判定数控机床的运动坐标轴。2.理解机床坐标系和工件坐标系的概念及相互联系。3.掌握对数控车床的对刀点和换刀点的要求。

一、坐标系的命名原则规定数控机床坐标轴及运动方向，是为了准确地描述机床的运动，简化程序的编制方法，并使所编程序有互换性。国际标准化组织统一标准坐标系。中国GB/T19660—2005《工业自动化系统与集成机床数值控制坐标系和运动命名》的标准。

1．坐标和运动方向命名的原则规定：永远假定刀具相对于静止的工件而运动。2．标准坐标系的规定为了确定机床的运动方向和移动的距离，就要在机床上建立一个坐标系，这个坐标系就叫标准坐标系，也叫机床坐标系。

数控机床上的坐标系是采用右手直角笛卡尔坐标系。X轴的正方向——大拇指的方向。Y轴的正方向——食指的方向。Z轴的正方向——中指的方向。右手