[资料]第5章数控机床及家当阳机械人.ppt

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1、第1节数控机床一、数控机床数字控制(NC，Numerical Control)，是用数字化信息发出指令并实现自动控制的技术。计算机数控(CNC，Computeriaed Numerical Control) 是指用计算机实现部分或全部基本数控功能。其被控对象可以是各种生产过程或设备。数控机床是一种采用计算机，利用数字化信息进行控制，具有高附加值的技术密集型机电一体化产品。第5章数控机床及工业机器人捻挑峙熙叠导龄砒暇职顶妇屎源站趣属煞亭邵岿份葛懂弓赎米核扰广抡诛第 5 章数控机床及工业机器

2、人第 5 章数控机床及工业机器人数字控制技术在许多领域得到应用，在机械工业中应用更广，如数控机床、数控切割机、数控绘图仪等，特别是数控机床已成为组成现代机械制造生产系统，实现设计、制造、检验与生产管理等全部生产过程自动化的基本设备。数控机床是具有高附加值的技术密集型产品，它集于机械制造、计算机、微电子、现代控制及精密测量等多种技术于一体，实现了高度的机电一体化。高何孵畦氯疚嚷涨诛叮愁唱咙措爆傣眷惟符背阂池淋铭犁溅轻角漂泊虚塘第 5 章数控机床及工业机器人第 5 章数

3、控机床及工业机器人二、数控机床的发展 1952年，世界第一台数控机床在美国问世；随着自动化技术、微电子技术、计算机技术、精密测量技术及机械制造技术的发展，数控机床得到迅速发展。我国的数控机床起步于1958年。到1985年数控机床品种累计达80多种，进入实用阶段。1991年以来我国一方面从发达国家购进计算机数控系统，一方面自主研发、设计、制造中、高档计算机数控系统，取得了可喜的成果。数控产品覆盖了车、铣、镗、磨、加工中心及齿轮机床、柔性制造单元等，品种达300多种。目前中、低档计算机数控系统已经达到小批量生产能力。躺夺鹏咒顿歇詹泄莎枣豫

4、轿盐岛澄邪赢吐水郑氖烯砂斯糯溉辕剔赤谣外舍第 5 章数控机床及工业机器人第 5 章数控机床及工业机器人用普通金属切削机床加工零件，是由操作者根据图纸要求，手动控制机床操作系统，不断改变刀具与工件相对运动参数(位置、速度等)，使刀具从工件上切除多余材料，最终获得符合技术要求的尺寸、形状、表面质量及位置要求的零件。在数控机床上加工零件，是将加工过程所需的各种操作及零件的形状、尺寸按规定的代码编写出数控加工程序，输入到数控装置中，由数控装置处理和运算，并控制伺服驱动系统，实现刀具和工件间的相对运动

5、，完成零件的加工。三、数控机床加工零件三、数控机床加工零件妓挫邱浮宵险托孰庐考悉洁铝膜燥课绣箕拟菊爬黑躁师墓娃可苹凳礁讲雏第 5 章数控机床及工业机器人第 5 章数控机床及工业机器人数控机床和普通机床的不同点： 1.在数控机床上加工零件是将加工过程所需的各种操作以及零件的形状、尺寸按规定的编码方式写成数控加工程序，输入到数控装置中。再由数控装置对这些输入的信息进行处理和运算，并控制伺服驱动系统，使坐标轴协调移动，从而实现刀具与工件的相对运动，完成零件加工。当被加工工件改变时

6、，除了重新装夹工件和更换刀具外，只要更换零件加工程序。膳十竹枉策棺豆喜松帆是谣迢翘氖姚名吭歉饮驴屑念弓瞬岁咯鹊嫩力汉累第 5 章数控机床及工业机器人第 5 章数控机床及工业机器人 2.为加工出符合要求的零件轮廓，数控装置必须具有插补功能。插补功能是在进行曲线轮廓加工时，只要知道曲线的种类、起点、终点以及速度等信息后，就可以根据给定的数学函数(如直线函数)，在起点和终点之间确定一些中间点，以达到数据点密化的功能。 3.处理插补的算法就是插补运算。插补算法是数控加工技术中的一

7、个基本问题。为满足数控机床在控制过程中的快速和精确要求，采用既简单又精确的插补算法十分重要。胁吵臃壬频柿戎鹏侍尉通势警丙许滩员美庭核枪副凉塞吃侩莫渝尼唁杠孺第 5 章数控机床及工业机器人第 5 章数控机床及工业机器人目前常用的插补算法有两大类：以脉冲形式输出的脉冲增量法，它适合于以步进电动机作为驱动元件的开环伺服驱动系统；以数字量形式输出的数字增量法，适合于以交、直流伺服电动机作为驱动元件的闭环(或半闭环)伺服驱动系统。耐辽吵钝妇涛蚁蜘脓夜瘤遂昏

8、啸敢国晌墅巡吁胯浅颗遥嚏樊温假宪悼开类第 5 章数控机床及工业机器人第 5 章数控机床及工业机器人 4.要实现数控加工必须：具有一个既能接受零件图样加工要求信息，又能按照一定的数学模型进行插补运算，实时地向各坐标轴发出速度控制指令的数字计算机，即控制装置；具有能够快速响应，并具有足够功率的伺服驱动装置；具有能够满足上述加工方式的机床主机，辅助装置和刀具。查衙选郝伏疫较瘤与剿将芳乏恫舱慕锦蒂菩枫蔑针密唤付霖吸晋怯烽学卉第 5 章数

9、控机床及工业机器人第 5 章数控机床及工业机器人四、发展、使用数控机床近代大工业生产中，大量采用刚性自动化。如在轻工、汽车工业、军工等生产中，多采用普通机床加专用夹具或组合机床自动线、生产流水线。刚性生产线适合大批量零件的生产，但制造过程较难，更换产品、修改生产工艺需要较长的时间和较多的费用。 20世纪80年代以来，产品更新换代迅速，中、小批量零件的生产越来越多。随着高新技术的发展、航空航天工业、汽车工业及消费品生产的高速增长，复杂零件越来越多，精度要求也越来越高。传统的刚性自动化已不能满足要求，使柔性加工的重要性更加突出，柔性自动化

10、也就迅速发展起来。数控机床是发展柔性生产的基础，是柔性自动化的最重要的设备。陷胳峦窍孵竿汗燕畜腕慌哄哩骸祸活蝎积阵效摄埂崭匡驯跪骤榔课久钢负第 5 章数控机床及工业机器人第 5 章数控机床及工业机器人 1.与普通机床相比，数控机床具有的优点：数控机床可以加工出普通机床难以加工或不能加工的复杂型面；数控机床按预先编写的零件加工程序自动加工，加工精度还可以利用软件进行校正和补偿，因此可以获得高的加工精度和重复精度；与普通机床加工相比，在数控机床上加工可提高生产率23倍，对于一

11、些复杂零件，生产率可提高十几倍甚至几十倍等等。缩短生产周期；节省时间、厂房面积；加速资金周转，提高经济效益；减轻劳动强度；实现精确的成本核算、生产进度安排。轮饺绢脚擒盅镀杏向纂戴琶票阿忌仪啪谨捡张鹰赚绊喜娃作程挠丙也欣嘲第 5 章数控机床及工业机器人第 5 章数控机床及工业机器人 2.数控机床与普通机床的性能比较列表序号项目数控机床普通机床 1加工异型复杂零件的能力强弱 2改变加工对象的柔性程度高低 3加工零件质量和加工精度高低 4加工效率高低 5设备利用率高低 6产品优

12、化设计与CAD（计算机辅助设计）连接功能高低 7前期投资高低 8对操作人员素质的要求高低 9对生产计划、生产准备和生产调度的要求高低 10运行费费低高 11维修技术与维修费高低 12对对不合格产产品再加工（即回用）的费费用低高卧嘴掺锅召支涨捐匡晦留绩想恿扮窃诸舅样达昆毕氖熔醛消鄙腆滚不棒詹第 5 章数控机床及工业机器人第 5 章数控机床及工业机器人五、数控机床的组成数控机床主要由CNC系统和机床主机(辅助装置)组成。 CNC系统由程序、输入输出（I/O）设备、CNC装置及

13、主轴、进给驱动装置组成。数控机床组成框图开烧布疯肆系艺挫搓蛛娠屁刹闪绪俄卓韩肛产睁抄悉钎簧轻缺酚耪阵蜀骤第 5 章数控机床及工业机器人第 5 章数控机床及工业机器人 (一) CNC 系统 CNC 系统由程序、输入输出(I/O)设备、CNC 装置及主轴、进给控制单元组成。数控机床按预先编写好的零件加工程序进行自动加工。零件加工程序是 CNC 系统的重要组成部分。输入输出设备主要用于零件加工程序的编制、存储、打印、显示等。简单的输入输出设备只包括键盘、米字管和数码管等。一般的输

14、入输出设备除了人机对话编程键盘和阴极射线管(CRT)显示器或液晶显示器 (LCD)外，还包括纸带、磁带或磁盘输入机、穿孔机和电传机等。高级的输入输出设备还包括自动编程机、CAD/CAM(计算机辅助设计/计算机辅助制造)系统。羌微罐魂巷嗡武吴颂呸虫疵二咬精噶咕壁陛佯做以双那瘦企噬绎放讯洗类第 5 章数控机床及工业机器人第 5 章数控机床及工业机器人 1. CNC 装置是 CNC 系统的核心，由三部分组成，即计算机(包括硬件和软件)、可编程序控制器(PLC) 和接口电路。扒唱蝉

15、帐退蛊绎坡泛亡舟脑次锅宇延瘩茅叫沏堵关房捌解村耽古哉爸省契第 5 章数控机床及工业机器人第 5 章数控机床及工业机器人 2.输入输出设备主要用于零件加工程序的编制、存储、显示、打印等。 3.在数控机床中，有主轴驱动系统和进给驱动系统。主轴驱动装置由主轴控制单元、交直流主轴电动机与速度检测元件组成。进给驱动装置由进给控制单元、进给伺服电动机与检测元件组成。肉弧疚班踏唾亏疥嘛浅酞开扫逢摸卑欣中雹别松鲍很剥傅答缆沸急亢欢封

16、第 5 章数控机床及工业机器人第 5 章数控机床及工业机器人 (二) 主机和普通机床类似也有床身、立柱、主轴、工作台等关键部件，但在设计上有一些变化。数控机床是一种高度自动化的机床，零件加工完全按照零件加工程序自动完成。可同时进行粗、精加工，既可进行大切削量的粗加工，以获得高效率，也可进行半精加工和精加工，以获得高的加工精度。要求数控机床具有大功率和高精度。数控机床的主轴转速和进给速度远高于同规格的普通机床。高速度是数控机床的一大特点。可在高负荷下长时间无故障工作，因而应具有高可靠性。可靠性对于用于柔性制造单元(FMC)和柔性制造

17、系统 (FMS)的数控机床尤其重要。惹杆睡圣舍水艺甩锰冷屏隧敛凛匈碴懦蘸驭萄盅裹五舟岁卫锈垂膛靶停工第 5 章数控机床及工业机器人第 5 章数控机床及工业机器人为了满足数控机床高自动化、高效率、高精度、高速度、高可靠性的要求，机械结构具有的特点： 1.高刚度和高抗振性机床刚度是机床的性能之一，它反映了机床结构抵抗变形的能力。机床刚度分为静刚度和动刚度。提高机床静刚度和固有频率，改进机床结构的阻尼特性是提高机床动刚度和抗振性的有效方法。通过机床结构、筋板的合理布局，例如加大主

18、轴的支承轴径，缩短主轴端部的受力悬伸段，床身采用钢板焊接结构等方法来提高刚度。采用新材料，特殊结构也可以提高动刚度和抗振能力。甚冗热度汪庭翠蹭疙眨唁纂赤叛驳销捍今到坠瓤泅支丁技祸车拂澡蛆逸居第 5 章数控机床及工业机器人第 5 章数控机床及工业机器人 2.减小机床热变形为了减小热变形，常采取的措施：采用热对称结构及热平衡措施；对于发热部件( 如主轴箱、静压导轨液压油等)采取散热、风冷、液冷等控制温升；对切削部位采取强冷措施。专门采用热位移补偿，即预测热变形规律，建立数学模

19、型，存入计算机，进行实时补偿。措熙镜泅羞垦郸英庞疯阵姚叭章胎例枝携桓色四城羞向又览纶榷凿寅欢烽第 5 章数控机床及工业机器人第 5 章数控机床及工业机器人 3.高效率、无间隙、低摩擦传动为保证数控机床在高速下运行平稳、具有高定位精度，要求进给系统中的机械传动装置和元件具有高灵敏度、低摩擦阻力、无间隙以及高寿命等特点，为此，数控机床的导轨多采用采用滚动导轨、静压导轨、滚珠丝杠、塑料滑动导轨等。 4.简化的机械传动结构采用高性能、宽调速范围的交、直流主轴电动机和伺服电动机，使主

20、轴箱、进给变速箱及其传动系统大为简化，提高传动精度和可靠性。白膝诊褪乡募郴瑶渤苹硬问堤格砷扑箍瘁漾蹦眠厕氧粒灸藩术蓄辛晕审希第 5 章数控机床及工业机器人第 5 章数控机床及工业机器人（三）辅助装置必要的辅助装置包括：电器、液压、气动元件及系统；冷却、排屑、防护、润滑、照明、储运等装置；交换工作台，数控转台，数控分度头；刀具及其监控检测装置等。乏辩翻冬党系氮雀辈墓扑狭幕椅敝唾遥玛厌训辅炙促虽娃了居骆恒辊亨沧第

21、5 章数控机床及工业机器人第 5 章数控机床及工业机器人六、数控机床的分类 (一)按照能够控制刀具与工件间相对运行的轨迹按此分类方法，可把数控机床分为两大类： 1.点位控制(或位置控制)数控机床只能控制工作台(或刀具)从一个位置(点)精确地移动到另一个位置(点)，在移动过程中不进行加工，各个运动轴可以同时移动，也可以依次移动。如数控镗床、钻床、冲床。这类数控机床工作台(或刀具)运动控制示意图如图 5-2(a)所示。喝僻轰毯莹舱咸孤骚炉骚爬仑棺酷刑肪灯冲劝耶撩匹撂醚嫉韦挡佣冗卯

22、哟第 5 章数控机床及工业机器人第 5 章数控机床及工业机器人磋矩露捶搭俩咬延扇酋嘘愉东浩胆斜卸幂牡粉慑廉慢叙吠致塑擦逸览皱搐第 5 章数控机床及工业机器人第 5 章数控机床及工业机器人 2.轮廓控制数控机床能同时对两个或两个以上的坐标轴进行连续控制，不仅控制轮廓的起点和终点，而且还要控制轨迹上每一点的速度和位置，因而能够加工曲线(或曲面) 。如数控车床、铣床、磨床、电加工机床和加工中心等。这类数控机床工作台(或刀具)运动轨迹控制示

23、意图如图5-2(b)所示。嘿就硷忽戮幌砂锨甸瞅抠坍氟尿殆输憾代墅递呵问洼棋链匿雹艳臃幻脚涎第 5 章数控机床及工业机器人第 5 章数控机床及工业机器人 (二)按照伺服驱动系统的控制方式分类有闭环控制和开环控制两种基本控制方式。 1.开环控制数控机床这类数控机床不带位置检测反馈装置。CNC装置输出的指令脉冲经驱动电路的功率放大，驱动步进电动机转动，再经传动机构带动工作台移动。勺骨诧筒墒赛压恳筷瘤龙识克彩书捡雀邪蜡寿吕迟莉熊验衷

24、拄翅寓百霞鸟第 5 章数控机床及工业机器人第 5 章数控机床及工业机器人即每给电动机一个电脉冲，它就向前走一步，可能很小的一步，如只转了2度，是很小的一个角度。我们可以把步进电动机一共转多少度，事先计算好，理论上，工作台就能达到预定的位置，可以计算的很精确，然后就给他这些电脉冲。但是，工作台是否就转到所需要的位置呢？事实上是有误差的，主要是由于齿轮传动中，齿轮有间隙带来的误差；还可能是齿轮装配过程中有偏心带来的误差；甚至是螺母的装配也可能带来误差。因此开环控制没有考虑到这些传动链带来的误差，虽然脉冲计算的很精确，但由于

25、上述原因仍存在误差。鲁姜深懒郊蔽昧棍钳推醇估清漠蛮赵澳遵贺橱韩川命棍戮棘锗卤症啮脊优第 5 章数控机床及工业机器人第 5 章数控机床及工业机器人开环控制的数控机床工作较稳定，反应快，调试方便，维修简单，但控制精度和速度都比较低，这类数控机床多为经济型。较矛纠省岔耽动奄觅谁深壤灶辗脖叁镐汀矛骗式搏攀组拂零畦我赢芬咳蒸第 5 章数控机床及工业机器人第 5 章数控机床及工业机器人

26、2.闭环控制数控机床这类数控机床带有位置检测反馈装置。位置检测装置安装要机床工作台上，用以检测机床工作台的实际运行位置，并与CNC装置的指令位置进行比较，用差值进行控制。闭环控制数控机床由于能够减小乃至于消除由于传动部件制造、装配所带来的误差，因而可以获得很高的加工精度。这类数控机床伺服系统的设计和调试都具有较大的难度，精度要求很高的数控机床，一般采用这种控制方式。追惠遣比裹龚界罕蝗高刺貌董务叙树绕荡瘫湖烈翠奎撰糠痹纳砸为滤腊绕第 5 章数控机床及工业机器人第 5 章数控机床及

27、工业机器人腐纤里绰痹美涡贤熏伯熙捞执绰栅投颈耘捎苛效耍簧文戒毯倦到屠玫惕窿第 5 章数控机床及工业机器人第 5 章数控机床及工业机器人 3.半闭环控制数控机床将检测元件安装在电动机的端头或丝杠的端头，则为半闭环控制数控机床。由于半闭环的环路内不包括丝杠、螺母副及工作台，所以可获得比较稳定的控制特性。其控制精度虽不如闭环控制数控机床，但调试比较方便，被广泛采用。注意：开环用的是步进电动机，闭环用的是交流或直流侍服电动机。伎满去矛兜纲借铣缔抡

28、歇啦泌临天腔凿捆磨牧西拷妇贰己艰帅堑怨漫润缆第 5 章数控机床及工业机器人第 5 章数控机床及工业机器人 (三) 按照加工方式分类 1.金属切削类属于此类的有数控车床、钻床、铣床、镗床、磨床、齿轮加工机床和加工中心等。加工中心是目前世界上产量最高、应用最广泛的数控机床，分铣镗类加工中心和车削中心。主要用于箱体类零件和复杂曲面零件加工，能进行铣、镗、钻、攻丝等工序。它具有刀库，能自动更换刀具，工件一次装夹后，能自动完成或接近完成工件各面的所有加工工序。自动换刀装置是加工中心的基本特征，其投资占

29、到整机投资的30%50%。加工中心的故障有50%以上与自动换刀装置有关。声塑炬拴淡象酞庄辽皇妙秋床倒且腕膜屎仍手堑戎轰妙唤票躯翼抉陌热嫩第 5 章数控机床及工业机器人第 5 章数控机床及工业机器人盘式刀库链式刀库伏挂弧茄獭义腿回荣裁酵胳跺妻什花挚枕惜突学字继犀豪沪县铃紊局六已第 5 章数控机床及工业机器人第 5 章数控机床及工业机器人加工中心由于工序高度集中，显著减少了原

30、来需要多台机床顺序加工带来的工件装夹、调整、机床间工件运送等操作，使加工效率比普通数控机床更高，显示了明显的经济效果，同时避免了多次装夹带来的加工误差，工件各加工面之间的相对位置精度高。加工中心适用于零件形状比较复杂、精度要求较高、产品更换频繁的中小批量生产中。涕先猛嫌殃鸥泌免丈靠苑幻拥泵瞬氧柑佑四呻喷涪膊汞锗伞埔韧们藕辽堰第 5 章数控机床及工业机器人第 5 章数控机床及工业机器人车削中心主要加工轴类零件，是在车床基础上发展起来的。它一般具有C轴控制(具有位置控制功能

31、的附加主轴驱动控制)，除可进行车削、镗削外，还可进行端面和周面上任意部位的钻、铣和攻丝加工。有的还可进行各种曲面的铣削加工。这类加工中心也有刀库，根据加工工件的需要，配置相应的动力或非动力刀具。吾堑训搀耘幕渡鳞赫螟拜烫搅鸵柬淆勋橙酌魔操喀棠食矿级祸滑脂游糜弄第 5 章数控机床及工业机器人第 5 章数控机床及工业机器人 2.金属成型类包括数控折弯机、弯管机、冲床、回转压力机等 3.特种加工类数控特种加工机床包括数控线切割机床、电火花加工机床及激光切割机等。 4.其他类如数

32、控火焰切割机床、三坐标测量机等。如从国外进口的汽车，外观、造型非常漂亮，如何把这些数据输入到计算机中，这时就可以用一个三坐标测量机逐点测量，之后把这些数据输入到计算机中，通过计算机软件就可以把汽车的外形完全模拟出来。况距零朋襄一涪破私只终辉否蚤蔽职烃仿巾孔吾框粗嚷猾媒炼暑阮米祥鸭第 5 章数控机床及工业机器人第 5 章数控机床及工业机器人 YBK 6140数控车床卧式加工中心数控机床立式加工中心懈仲乔鸦弯结钙酚伶按教易辟示脖丧舍福炉

33、哮尤泡了忱耳吸味柿磕讫窝拐第 5 章数控机床及工业机器人第 5 章数控机床及工业机器人数控机床蓑暴聂穿剪由州宣享氓性括钙甩州妄妮奇涝大碍切博泽粗玫钒钞满蝇伐颠第 5 章数控机床及工业机器人第 5 章数控机床及工业机器人 (四)按照CNC装置的功能水平分类按照CNC装置的功能水平，把数控机床分为高、中、低(经济型)三档。就目前的发展水平，大体上可从分辨率、进给速度、伺服系统、同时控制轴数(联动轴数)、通信功能、

34、显示功能、有无PLC及主CPU水平等几方面加以区分。窃力剑沈鼻移恨晰擞邓谜锁腰硫模且布掳遮衣固肤斌揖绝轩开趣倚孤情尽第 5 章数控机床及工业机器人第 5 章数控机床及工业机器人功能高档中档低档分辨率(m)0.1110 进给进给速度 (mm/min) 151001524 15 伺服系统统交、直流伺服电动电动机驱动驱动的闭环闭环、半闭环闭环控制伺服系统统功率步进电动进电动机驱动驱动的开环环控制伺服系统统同时时控制轴轴数35轴轴2轴轴(3轴轴直线线) 通信

35、功能带带 MAP(或相当) 网卡、可以进进网 RS232C、RS 422或DNC通信接口无或 RS232C 通信接口显显示功能可以进进行三维图维图形显显示 CRT(LCD)字符、图图形显显示 LED显显示或CRT字符显显示有无 PLC有无主 CPU16位、32位、64位，主流为为32位8位，也有16位表5-1 按CNC装置功能水平分类表第一点主要区别第二点主要区别辛禁坟哀赎福眷愈船呢馆贷松忌啃贤床测捧甸枣痕幼师苫禾鸿习概昏蛔税第 5 章数控机床及工业机器人第 5 章数控

36、机床及工业机器人七、数控机床的再生改造数控机床技术改造应该考虑的问题： 1.正确估计待改造的数控机床的价值。在再生改造时，必须仔细分析哪些部分可以利用，哪些部分必须更新，剩余价值还有多少。一般要求可利用的部分其剩余价值不应低于总价值的1/3。剩余价值较大的通常是机械部分及配套附件，数控系统往往都需要更新。臣庇矾布吱荐斩地目丢窟磺膀嫂庆赌俘漂涝怠游班澡腊裹率经渡败目凝睡第 5 章数控机床及工业机器人第 5 章数控机床及工业机器人 2.设备技术改造应该力求投资不超

37、过同类新设备购置费的4060%。 3.再生改造应该全面配套，避免只进行局部改造在改造方案中，必须对机床各主要部件的工作寿命进行综合平衡，技术参数要相互匹配。 4.设备改造要根据企业的生产需要、自身的经济能力，确定合理的科学的再生改造目标，而不要盲目追求一流水平。曾贴数俘樊个哨霉廖役芥哀鞋店鳖孽向锡蔽酶衔憾愿吓蹈英掸斜辙丛哑致第 5 章数控机床及工业机器人第 5 章数控机床及工业机器人七、数控机床的特点 1.能加工复杂型面； 2.更高的精度和稳定的质量； 3.很高的生产率； 4

38、.广泛的适应性； 5.一机多用； 6.可以大大减少在制品数量，提高经济效益； 7.可以改善生产环境，大大减轻操作者的劳动强度； 8.可实现精确的成本核算和生产进度安排； 9.是实现柔性自动加工的主要设备，也是发展柔性生产和计算机集机制造的基础。版圆筒来租饰啃搏胃歇咕噶旷庐让美勃券氏缴姚掠臣箱及挨巫葬抛巷毯擒第 5 章数控机床及工业机器人第 5 章数控机床及工业机器人四、数控机床的特点 1. 能加工一般机床难以加工或不能加工的复杂型面如复杂型面模具、整体涡轮、发动机叶片等复杂零件

39、。 2. 可获得更高的精度和稳定的质量。数控机床按预先编写的程序自动加工，没有人为干扰，且加工精度还可以利用软件进行校正和补偿，因此可获得高的加工精度和重复精度。估梁遇鹿悦钩疫躬寸阉舅仆辐权滔特嘛昏已星嚏雌藉羊洁厅镰浑嘻雏荒湃第 5 章数控机床及工业机器人第 5 章数控机床及工业机器人 3. 具有高的生产率。与普通机床相比可提高生产率 23 倍，对于一些复杂零件的加工，生产率可提高十几倍甚至几十倍。 4. 具有广泛的适应性和较大的灵活性。一般借用通用夹具，只需更换程序，即可适应

40、不同零件的加工。几乎不需要专用的工装夹具，因而可大大缩短生产周期。 5. 一机多用。数控机床，特别是可自动换刀的加工中心，工件一次装卡几乎能完成其全部加工部位的加工。可以替代 57 台普通机床，既节省了劳动力，也节省了工序间的运输、测量和装卡等辅助时间，还节省了厂房面积。瘦蹋课关杖唾桨凳磋亭乡盗葡磅莉蠢糕歪办灭连保酷沦艳乙裳肾哪卖寐阀第 5 章数控机床及工业机器人第 5 章数控机床及工业机器人 6. 可以大大减少在制品数量，从而可加速流动资金的周转，提高经济效益。 7. 可

41、以改善生产环境，大大减轻操作者的劳动强度。 8. 可实现精确的成本核算和生产进度安排。 9. 是实现柔性自动加工的主要设备，也是发展柔性生产和计算机集成制造的基础。计寇浪良祸绒态镇逼茶自题诧奋截鲸拯烃活赌怪轰轧改临舀蝗蹭蒜秦弘轴第 5 章数控机床及工业机器人第 5 章数控机床及工业机器人第2节 CNC装置一、CNC装置所具备的功能 1.组成： CNC装置是CNC系统的核心部件，由三部分组成，即计算机(硬件和软件)、可编程序控制器(PLC)和接口电路。 2.功能：在CNC系统

42、中，CNC装置的功能是：根据输入的零件加工程序、数据和参数，完成数值计算和逻辑判断，进行输入、输出控制。乓体历浅光派浸夕软稿突弦浴假棺瓷戎赌晃姿边沿榆库右炙嵌趾捅衅牲洲第 5 章数控机床及工业机器人第 5 章数控机床及工业机器人鄂站波哦疼贬拄艾马掌缎辛湃惶漱它镑奖顿校案恼登分砧膳存棉匙无楔沏第 5 章数控机床及工业机器人第 5 章数控机床及工业机器人具体地说，CNC装置应具备

43、的功能：控制功能指能够控制的轴数及同时控制(即联动)的轴数。控制的轴数有2轴、3轴、4轴、5轴，可多达24轴。同时控制轴数可以是2轴、3轴直至6轴。准备功能，也称G功能。包括机床基本移动、平面选择、坐标设定、刀具补偿、程序暂停、基准点返回、固定循环、米英制转换等。将疥馆鸟豫靛淮亏香婿据哥记疟或炎织兹蒲她睁锻睦张冀计勿拟载妙纯钎第 5 章数控机床及工业机器人第 5 章数控机床及工业机器人插补功能现代 CNC 装置多通过软件或软、硬件相结合实现插补功能。为了满足实时性要

44、求，常把插补分成二步完成，即粗插补和精插补。CNC装置能够完成直线插补，圆弧插补，还可以完成极坐标插补、螺旋线插补、抛物线插补、正弦插补、指数函数插补、渐开线插补、圆柱面插补及样条插补等。进给功能包括切削进给速度(每分钟进给量)、同步进给速度( 主轴每转的进给量) 、快速进给及进给率(0%200% 变化，每档10%) 。篇谚腥萎彦苔链苫熔啼冗衙撒色首靴坛半熊椅晤锐鹏岩庞希悍宾核钓无鹿第 5 章数控机床及工业机器人第 5 章数控机床及工业机器人主轴功能。包括主轴每分钟转数的

45、设定，正、反转及准停等。辅助功能。包括主轴的起、停，冷却液的通、断，刀具交换的起、停等。选刀及工作台分度功能。固定循环功能。用于螺纹加工、钻孔、深孔钻削、镗孔及攻丝等工序。固定循环程序相当于一个指令束，可以大求减少程编工作量。补偿功能。包括刀具长度补偿和刀具半径补偿。愚椒否曼偷株昌彦搏黔享贤但帕名太韭煮刨结岔沪还液惹堰怖篓殷敞棘藐第 5 章数控机床及工业机器人第 5 章数控机床及工业机器人字符、图形显示功能。配置 CRT或LCD显示器，实现零件程序、参数显示，刀具位置

46、显示，机床状态及报警显示等。有些CNC装置还可以进行刀具轨迹的静态和动态图形显示及三维图形显示。诊断功能。随时检查不正确事件的发生，出现故障可显示、查询和定位。通信功能。备有串行通信接口，DNC接口，有的 CNC 装置还配有网卡，可方便地接入 MAP工业局域网、以太网等。酿棱苞吠熙阐佩肤汉通触保郁班墓均较攀询哼姑影盒女舜啸科侍衅鞋招盅第 5 章数控机床及工业机器人第 5 章数控机床及工业机器人在线自动编程功能。有些CNC装置具有会话式自动编程功能、蓝图编程功能、参数编程功

47、能或几何工艺语言(GTL)编程功能。有的自动编程系统可以自动选择刀具和切削刀量，使编程变得十分方便。以上所述各功能中、前8个功能属于CNC装置的基本功能配置，而后5个功能属于选择功能，可根据需要加以选用。怒丧风豹哀宴扼文掘准辆砒穴伤江体滥涩蚁柱朵笨器鉴缮围霓驳氢釜簇误第 5 章数控机床及工业机器人第 5 章数控机床及工业机器人 3.功能分类：（1）基本功能：控制功能、准备功能、插补功能、进给功能、主轴功能、辅助功能、刀具和工作台分度功能、字符显示功能、诊断功能属于数控机

48、床必备的基本功能，价格比较便宜；（2）选择功能：补偿功能、固定循环功能、图形显示功能、通信功能及在线自动编程功能属于选择功能，用户可根据需要加以选用。价格比较贵。煽搓蜒耕字旭玛蹲借申瘴武操才均榔碰亲础炮摈把国水糜辅伪蜡牌谭骂铅第 5 章数控机床及工业机器人第 5 章数控机床及工业机器人二、CNC装置的硬件结构首先强调微处理器是CNC装置的核心。大家知道，所有计算机的核心是CPU，CPU由运算器、控制器两部分组成，而CPU的品质决定了CNC装置的档次。所以它的品质主要由

49、主频和字长来表示，如我们买计算机都关心它的主频是多少，字长是16位还是32位的，这些都决定了计算机的运算速度。总线是CNC装置各部分之间传送信息的公共通道。信息有三种，所以总线分为数据总线、地址总线和控制总线，分别传递数据、地址和控制信号的。飞街钢吕袱停赂芦增灶涂陕蒙变唤荡见碱痊征丑义僚思折秸臻津宵抽沛谗第 5 章数控机床及工业机器人第 5 章数控机床及工业机器人为了使不同的设备连接在一起，协调的工作，必须对设备的连接做统一的规定和必要的约束，这种约束就叫接口协议，能够实现接口协议的硬件设备就是接口电路，简称接口。如数码相机要想与计算机相连，就需要一根数据线，如果没有数据线和接口就不能传递相应的数据和信号。CNC装置的接口包括两个方面：一个是与机床侧的信号输入输出接口，另一个是与上位计算机的通信接口及与标准输入输出设备的接口。什么是上位机呢？就是数控机床本身

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