主要内容
?1.1 数控技术的基本概念?1.2 数控技术的组成?1.3 数控机床的分类?1.4 数控技术的发展趋势
数控机床的分类(品种规格繁多,分类方法不一)
分类方法主要内容按运动控制方式按伺服系统按功能水平按工艺方法
点位控制数控机床开环数控数控机床经济型数控机床金属切削数控机床
数控机床类型直线控制数控机床半闭环控制数控机床中档型数控机床金属成形数控机床
轮廓控制数控机床闭环控制数控机床高档型数控机床特种加工数控机床
点位控制(Point to Point Control Systems)?仅实现刀具相对于工件从一点到另主要内容一点的精确定位运动;?对轨迹不作控制要求;?运动过程中不进行任何加工。?适用范围:数控钻床、数控冲床、数控测量机。刀具工件A①②③A直线控制:(Lining Control Systems)主要内容不仅要求控制点到点的精确定位,而且要求机床工作台或刀具(刀架)以给定的进给速度,沿平行于坐标轴的方向或与坐标轴成45°角的方向进行直线移动和切削加工。主要应用:数控折弯机等金属成形机床。轮廓控制(Contouring??Control??Systems)
X
主要内容L3L2L1△XL4△YL5
L6
L
T轮廓控制
Y
不仅对坐标的移动量进行控制,而且对各坐标的速度及它们之间比率都要行严格控制,以便加工出给定的轮廓轨迹。
轮廓控制(Contouring??Control??Systems)
主要内容需对多个坐标轴同时控制,使之协调运
动(多轴联动),使刀具相对工件按程序规定的轨迹和速度运动,在运动过程中进行连续切削加工。适用范围:数控车床、数控铣床、加工中心等用于加工曲线和曲面的机床。
主要内容两坐标加工O1YZBOX四坐标加工O2二轴半或三坐标加工Znρ→P(x,y,z)O刀位点YZBC五坐标加工X几轴?
2. 按伺服控制方式:开环、闭环、半闭环开环控制(Open-Loop Servo-Drive)主要内容指令脉冲步进驱动器步进电机工作台2. 按伺服控制方式:开环、闭环、半闭环
开环控制(Open-Loop Servo-Drive)主要内容?没有位置测量装置,信号流是单向的(数控装置→进
给系统),故系统稳定性好。
?精度不高(相对闭环系统),主要取决于伺服驱动系
统和机械传动机构。
?一般以功率步进电机作为伺服驱动元件。
特点与应用:结构简单、工作稳定、调试方便、价格低廉,在精度和速度要求不高、驱动力矩不大的场合得到广泛应用。一般用于经济型数控机床。
闭环控制(Closed-Loop Servo-Drive)主要内容指令脉冲位置比较电路速度控制电路速度反馈位置反馈检测元件伺服电机工作台?加工精度很高:位置检测装置安装在机床工作台等执行部件上,实时检测其实际位置。
?系统稳定性受到影响:将丝杠螺母副及工作台等大惯量、非线性环节放在闭环之内;
特点与应用:结构复杂、调试困难,价格昂贵;主要用于高精度数控机床。
半闭环控制(Half-Closed-Loop Servo-Drive)伺服电机指令脉冲工作台位置比较电路速度控制电路速度反馈检测元件位置反馈半闭环控制
(Half-Closed-Loop Servo-Drive)
?位置测量点从伺服电机或丝杠引出,检测旋转角度,不是直接检测运动部件的实际位置。
?稳定性较好:半闭环环路内不包括或只包括少量机械传动环节,因此控制系统的稳定性虽不如开环系统,但比闭环要好。
?精度较闭环差,较开环好:由丝杠的螺距误差和反向间隙引起的运动误差难以消除;但通过对这类误差进行补偿,仍可获得满意的精度。特点与应用:结构简单、调试方便、精度也较高、成本较低,因而在现代CNC机床中得到了广泛应用,是国产普及型数控系统的主要形式。
3. 按功能水平分:经济型、普及型、高档型性能类别高级型普及型经济型CPU位数32168主要内容联动轴数53< 3分辨率(um)< 0.10.1~5> 5进给速度显示(m/min)> 24三维动态15~24< 15字符/图形字符3. 按功能水平分:经济型、普及型、高档型
主要内容经济型数控机床
步进电机实现的开环驱动,功能简单、价格低廉、精度中
等,能满足加工形状比较简单的直线、圆弧及螺纹加工。一般控制轴数在3轴以下,脉冲当量(分辨率)多为0.005-0.01mm,快速进给速度在15m/min以下。
普及型数控机床——中档
采用交流伺服电机实现半闭环驱动,能实现4轴以下联动控制;
脉冲当量为1?m,进给速度为15-24m/min;
一般采用16位或32位处理器,具有RS232C通信接口、DNC接口和内装PLC,具有图形显示功能及面向用户的宏程序功能。
主要内容高档型数控机床
主要内容始采用采用交流伺服电机形成闭环驱动,开动;
直线伺服电机,能实现5轴以上联给速度可达100m/min以上。
脉冲当量(分辨率)为0.1-1?m,进CPU结构一般采用32位以上微处理器,形成多联网通信功能。
;编程功能强,具有智能诊断、4. 按工艺方法分:?金属切削?金属成形?特种加工?其它机床
经过50多年的发展,数控技术应用日益广泛,数控机床种类繁多。
OR
?普通数控机床?加工中心
金属切削类:车、铣、刨、磨、加工中心等
按数控工车床艺方法分主要内容金属切削类
主要内容按数控工车床艺方法分双主轴
双主轴、双刀塔CNC车床结构示意
按工艺方法分主轴
主轴刀塔
副主轴刀塔副主轴
数控车床
金属切削类
主要内容铣削加工中心
数控加工示例:
主要内容按工艺方法分五轴铣削
数控加工示例:
主要内容按工艺方法分叶片加工
特种加工类:电火花、线切割、电解,等
主要内容线切割
数控加工示例:
成形加工类:剪板、折弯、冲压、激光切割等
主要内容激光切割加工
成形加工类:
主要内容数控渐进成形机
其它类型:3D打印、纤维铺放、坐标测量机等
快速成形机
主要内容按工艺方法其它类型:
主要内容复合材料数控铺放设备
9轴联动
其它类型:
主要内容数控测量机
谢谢!