数控专业毕业论文

提高了加工精度，

同时也减少了机床的台数与占地面积，

压缩了半成品的库存量，

减少了工序间的辅助时间，

有 效的提高了数控机床的生产效率

和数控加工的经济效益。

（

2

）高速、高效、高精度

高速、高效、高精度是机械加工的目标，数控机床因其价格昂贵，在上述三 方面的发展

也就更为突出。

（

3

）方便使用

数控 机床制造厂把建立友好的人机界面、提高数控机床的可靠性作为提高竞争能

力的主要方面 。

1

）加工编程方便

手工编程和自动编程已经使用了几十年，有了长足的发展，在手工编程方面，开

发了多种加工循环、参数编程和除直线、圆弧以外的各种插补功能，

CAD/CAM

的研究发

展，从技术上来讲可以替代手工编程。但是一套适用的

CAD/CAM

软件加上计算机硬件，

投资 较大，学习、掌握时间较长，对大多数的简单工件很不经济。

近年来，发展起来的图形交互式编程系统（

WOP

，又称面向车 间编程）

，很受用户

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G

、

< br>M

代码，而是借助图形菜单，输入整个图形块以及相应

参 数作为加工指令，形成加工程序，与传统加工时的思维方式类似。图形交互编程方法

在制 定标准后，有可能成为各种型号的数控机床统一的编程方法。

2

）使用方法

数控机床普遍采用彩色

CRT

进行人机对话、

图形显示和图形模拟的。

有的数控机床将采

用说明书、 编程指南、润滑指南等存入系统共使用者调阅。

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数控机床的分类

3.1

按加工工艺方法分类

3.1.1

．金属切削类数控机床

与传统的车、铣、钻、磨、齿轮加工相对应的数控机床有数控车床、数控铣床、数

控钻床、数控磨床、数控齿轮加工机床等。尽管这些数控机床在加工工艺方法上存在很

大差别，具体的控制方式也各不相同，但机床的动作和运动都是数字化控制的，具有较

在普通数控机床加装一个刀库和换刀装置就成为数控加工中心机床。

加工中心机 床

进一步提高了普通数控机床的自动化程度和生产效率。例如铣、镗、钻加工中心，它是

在数控铣床基础上增加了一个容量较大的刀库和自动换刀装置形成的，工件一次装夹

后，可以对箱体零件的四面甚至五面大部分加工工序进行铣、镗、钻、扩、铰以及攻螺

纹等多工序加工，

特别适合箱体类零件的加工。

加工中心机床可以有效地避免由于工件

多次安装造成的定位误差，减少了机床的台数和 占地面积，缩短了辅助时间，大大提高

了生产效率和加工质量。

3.1.2

．特种加工类数控机床

除了切削加工数控机床以外，

数控技术也大量用于数控电火花线 切割机床、

数控电火花

成型机床、数控等离子弧切割机床、数控 火焰切割机床以及数控激光加工机床等。

3.1.3

．板材加工类数控机床

常见的应用于金属板材加工的数控机床有数控压力机、数控剪 板机和数控折弯机等。

近年来，其它机械设备中也大量采用 了数控技术，如数控多坐标测量机、自动绘图机及

工业机器人等。

3.2

按控制运动轨迹分类

3.2.1

．点位控制数控机床

位置的精确定位，

在移动和定位过程中不进行任何加工。

机床数控系统只控制行程终点

以几个坐标同时向目标点运动，也可以各个坐标单独依次运动。

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控机床的数控装置称为点位数控装置。

3.2.2

．直线控制数控机床

直线控制数控机床可控制刀具或工作台以适当的进给速度，< /p>

沿着平行于坐标轴的方向进

行直线移动和切削加工，进给速度根据 切削条件可在一定范围内变化。

直线控制的简易数控车床， 只有两个坐标轴，可加工阶梯轴。直线控制的数控铣床，有

三个坐标轴，可用于平面的铣 削加工。现代组合机床采用数控进给伺服系统，驱动动力

头带有多轴箱的轴向进给进行钻 镗加工，它也可算是一种直线控制数控机床。

数控镗铣床、

加工中心等机床，

它的各个坐标方向的进给运动的速度能在一定 范围内进

行调整，兼有点位和直线控制加工的功能，这类机床应该称为点位

/

直线控制的数控机

床。

3.3.3

．轮廓控制数控机床

轮廓控制数控机床能够对两个或两个以上运动的位移及速度进 行连续相关的控制，

使合

成的平面或空间的运动轨迹能满足零件 轮廓的要求。

它不仅能控制机床移动部件的起点

与终点坐标，< /p>

而且能控制整个加工轮廓每一点的速度和位移，

将工件加工成要求 的轮廓

形状。

常用的数控车床、< /p>

数控铣床、

数控磨床就是典型的轮廓控制数控机床。

数控火焰切割机、

电火花加工机床以及数控绘图机等也采用了轮廓控制系统。

轮廓控制系统的结构要比点

位

/

直线控系统更为复杂，在加工过程中需要不断进行插补运算，然后进行相应的速度

与位移控制。

现在计算机数控装置的控制功能均 由软件实现，增加轮廓控制功能不会带来成本的增

加。因此，除少数专用控制系统外，现 代计算机数控装置都具有轮廓控制功能。

3.3

按驱动装置的特点分类

3.3.1

开环控制数控机床

这类控制的数控机床是其控制系统没有位置检测元件，

伺服驱动部件 通常为反应式

步进电动机或混合式伺服步进电动机。

数控系统每 发出一个进给指令，

经驱动电路功率

放大后，驱动步进电机旋转 一个角度，再经过齿轮减速装置带动丝杠旋转，通过丝杠螺

母机构转换为移动部件的直线 位移。

移动部件的移动速度与位移量是由输入脉冲的频率

与脉冲 数所决定的。此类数控机床的信息流是单向的，即进给脉冲发出去后，实际移动

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值不再反馈回来，所以称为开环控制数控机床。

< br>量不进行监测，也不能进行误差校正。因此，步进电动机的失步、步距角误差、齿轮与

丝杠等传动误差都将影响被加工零件的精度。

开环控制系统仅适用于加工精度要求不 很

高的中小型数控机床，特别是简易经济型数控机床。

3.3.2

闭环控制数控机床

接对工作台的实际位移进行检测，

将测量的实际位移值反馈到数控装 置中，

与输入

的指令位移值进行比较，

用差值对机床进行控制，

使移动部件按照实际需要的位移量运

动 ，最终实现移动部件的精确运动和定位。从理论上讲，闭环系统的运动精度主要取决

于检 测装置的检测精度，也与传动链的误差无关，因此其控制精度高。图

1-3

所示的为

闭环控制数控机床的系统框图。图中

A

为速度传感器、

C

为直线位移传感器。当位 移指

令值发送到位置比较电路时，若工作台没有移动，则没有反馈量，指令值使得伺服电 动

机转动，

通过

A

将速度反馈信号送到速度控制电路，

通过

C

将工作台实际位移量反馈回

去，在位置比较电路中与位移指令值相比较，用比较 后得到的差值进行位置控制，直至

差值为零时为止。这类控制的数控机床，因把机床工作 台纳入了控制环节，故称为闭环

控制数控机床。