數控加工基礎第三版第1頁/共46頁§1—1數控機床概述一、數控與數控機床的概念二、數控機床的組成三、數控機床的工作過程四、數控機床的特點第2頁/共46頁§1—1數控機床概述數控：即數字控制（NumericalControl，簡稱NC），是20世紀中期發展起來的一種用數字化信號進行控制的自動控制技術。數控機床：是用數字化信號對機床的運動及其加工過程進行控制的機床，或者說是裝備了數控系統的機床。一、數控與數控機床的概念第3頁/共46頁二、數控機床的組成§1—1數控機床概述第4頁/共46頁§1—1數控機床概述數控車床外觀圖第5頁/共46頁§1—1數控機床概述立式數控銑床外觀圖第6頁/共46頁

控制介質—將零件加工信息傳送到數控裝置去的程序載體。1．控制介質移動硬盤U盤閃存卡§1—1數控機床概述

第7頁/共46頁2．數控裝置§1—1數控機床概述數控機床的核心。數控裝置輸入裝置控制運算器輸出裝置第8頁/共46頁伺服機構—數控機床的執行機構，由驅動和執行兩大部分組成。

3．伺服系統伺服電動機

驅動裝置

§1—1數控機床概述進給伺服系統主軸伺服系統伺服系統第9頁/共46頁4．測量反饋裝置§1—1數控機床概述實際位置速度參數測量元件電信號轉換反饋CNC裝置指令位置：安裝在數控機床的工作臺或絲杠上。糾正誤差工作原理第10頁/共46頁§1—1數控機床概述5．機床主體機床主體機械部件輔助裝置床身主軸進給機構冷卻潤滑換刀夾緊第11頁/共46頁三、數控機床的工作過程§1—1數控機床概述第12頁/共46頁§1—1數控機床概述四、數控機床的特點1．適應性強2．加工精度高3．生產效率高4．自動化程度高，勞動強度低第13頁/共46頁§1—2數控機床分類及常見數控機床簡介一、數控機床的分類二、常見數控機床簡介第14頁/共46頁一、數控機床的分類1．按加工路線分類

（1）點位控制數控機床控制從一點到另一點位置的精確定位。控制運動的方式§1—2數控機床分類及常見數控機床簡介第15頁/共46頁（2）直線控制數控機床控制工作臺以給定的速度，沿平行坐標軸方向進行直線切削加工運動。§1—2數控機床分類及常見數控機床簡介第16頁/共46頁（3）輪廓控制數控機床控制加工過程中每一點的速度、方向和位移量，運動軌跡是任意的直線、圓弧、螺旋線等。§1—2數控機床分類及常見數控機床簡介第17頁/共46頁2．按控制方式分類

（1）開環控制數控機床無檢測反饋裝置，不檢測運動的實際位置，即沒有位置反饋信號。§1—2數控機床分類及常見數控機床簡介有無檢測裝置開環控制閉環控制全閉環控制半閉環控制第18頁/共46頁（2）閉環控制數控機床

原理：安裝在工作臺上的檢測元件將工作臺實際位移量反饋到計算機中，與所要求的位置指令進行比較，用比較的差值進行控制，直到差值消除為止。§1—2數控機床分類及常見數控機床簡介第19頁/共46頁（3）半閉環控制數控機床

原理：采用轉角位移檢測元件，推算出工作臺的實際位移量，反饋到計算機中進行位置比較，用比較的差值進行控制。§1—2數控機床分類及常見數控機床簡介第20頁/共46頁§1—2數控機床分類及常見數控機床簡介3．按加工方式分類（1）金屬切削類數控機床（2）金屬成形類數控機床（3）數控特種加工機床（4）其他類型的數控機床第21頁/共46頁二、常見數控機床簡介1．數控車床§1—2數控機床分類及常見數控機床簡介

數控車床是一種用于完成車削加工的數控機床，主要用于旋轉體工件的加工。第22頁/共46頁2．數控銑床§1—2數控機床分類及常見數控機床簡介

數控銑床是一種用于完成銑削加工或鏜削加工的數控機床。第23頁/共46頁3．加工中心§1—2數控機床分類及常見數控機床簡介

加工中心具有刀庫，具有自動換刀功能，是對工件一次裝夾后進行多工序加工的數控機床。第24頁/共46頁4．數控磨床

數控磨床是利用磨具對工件表面進行磨削加工的機床。

主要用途：加工高硬度、高精度表面。§1—2數控機床分類及常見數控機床簡介第25頁/共46頁5．數控鉆床

數控鉆床主要具備鉆孔、攻螺紋等功能，同時也具備簡單的銑削功能，刀庫可存放多種刀具。§1—2數控機床分類及常見數控機床簡介第26頁/共46頁6．數控電火花成形機床

工作原理：是利用兩個不同極性的電極在絕緣液體中產生放電現象，去除材料進而完成加工。§1—2數控機床分類及常見數控機床簡介第27頁/共46頁7．數控線切割機床

工作原理與數控電火花成形機床一樣，其電極是電極絲，加工液一般采用去離子水。§1—2數控機床分類及常見數控機床簡介第28頁/共46頁§1—3數控機床坐標系一、坐標系確定原則二、坐標軸的確定三、工件坐標系四、數控機床上的有關點第29頁/共46頁§1—3數控機床坐標系

在數控機床上，應該如何描述機床的運動？第30頁/共46頁一、坐標系確定原則1．刀具相對于靜止工件而運動的原則2．標準坐標（機床坐標）系的規定§1—3數控機床坐標系3．運動方向的規定第31頁/共46頁右手笛卡兒直角坐標系§1—3數控機床坐標系第32頁/共46頁二、坐標軸的確定1．Z坐標軸

（1）機床有幾個主軸，則選一個垂直于工件裝夾平面的主軸方向。（2）主軸能夠擺動，則選垂直于工件裝夾平面的方向。（3）機床無主軸，則選垂直于工件裝夾平面的方向。§1—3數控機床坐標系第33頁/共46頁

2．X坐標軸

X坐標軸平行于工件的裝夾平面，一般在水平面內。工件回轉

刀具回轉§1—3數控機床坐標系Z坐標軸水平

Z坐標軸垂直兩種情況第34頁/共46頁3．Y坐標軸

在確定了X和Z坐標軸后，可根據X和Z坐標軸的正方向，按照右手笛卡兒坐標系來確定Y坐標軸及其正方向。

數控車床坐標軸的移動數控銑床工作臺的移動§1—3數控機床坐標系第35頁/共46頁課堂練習繪制下圖所示機床的機床坐標系。§1—3數控機床坐標系第36頁/共46頁三、工件坐標系§1—3數控機床坐標系

為了使編程人員能夠直接根據圖樣進行編程，通常在工件上選擇確定一個與機床坐標系有一定關系的坐標系，這個坐標系即稱為工件坐標系或編程坐標系。第37頁/共46頁

1．機床原點也稱機床零點，即機床坐標系的原點，是指在機床上設置的一個固定點，是數控機床進行加工運動的基準參考點。

數控車床的機床原點—一般設在卡盤端面與主軸中心線的交點處。

數控銑床的原點—一般設在X、Y、Z坐標的正方向極限位置上。四、數控機床上的有關點§1—3數控機床坐標系第38頁/共46頁數控車床的機床原點數控銑床的機床原點§1—3數控機床坐標系第39頁/共46頁2．機床參考點

機床參考點對機床原點的坐標是一個已知數。數控車床的參考點與機床原點

數控銑床：機床原點和機床參考點是重合的。

數控車床：機床參考點一般是離機床原點最遠的極限點。§1—3數控機床坐標系第40頁/共46頁§1—3數控機床坐標系

開機回參考點的目的就是為了建立機床坐標系，只有機床參考點被確認后，刀具(或工作臺)移動才有基準。數控銑床機床回零數控車床機床回零第41頁/共46頁

選擇工件原點時，最好把工件原點放在零件圖樣上的尺寸能夠方便地轉換成坐標值的地方。3．工件原點§1—3數控機床坐標系第42頁/共46頁§1—3數控機床坐標系4．刀具相關點（1）刀位點——刀具的定位基準點。鉆頭的刀位點車刀的刀位點圓柱銑刀的刀位點球頭銑刀的刀位點第43頁/共46頁（2）對刀點——數控加工中刀具相對工件運動的起點，程序也從該