数控技术-数控机床

大学数控技术课程期末考试，包含数控机床的原理组成分类，及坐标系的确定等知识点。参考书籍《数控技术》李斌

数控机床

• 数控机床工作原理
  • 基本概念
    • 数字控制NC：采用数字化信息实现自动化控制的技术
    • 数控技术 ：用数字、字母和特定符号对某一工作过程（加工、测量、装配）等进行自动控制的技术
    • 数控系统：为实现数控技术相关功能而专门设计的软、硬件模块等有机集成的系统，是数控技术的载体
    • 工作原理
      • 数控装置内计算机对输入的编码信息进行处理后，通过伺服系统、 PLC 向机床主轴等执行机构发出指令，完成加工
  • 数控与传统的比较
    • 数控加工与传统加工的区别和联系
      • 传统加工：操作者由工序卡及零件要求，在加工过程中不断改变刀具与工件的相对运动轨迹和加工参数，从而得到合格零件
      • 数控加工：将零件图的几何信息工艺信息数字化，按规定编程，人工操作由数控系统替代，自动完成零件加工
    • 数控机床相较于普通机床的特点
      • 自动化程度高，生产效率高
      • 对加工对象的适应性强
      • 加工精度高，质量稳定
      • 易于建立与计算机间的通信联络，容易实现群控
      • 设备投资大，技术复杂
  • 数控加工过程中的数据转换过程
    • • 译码
      • 刀补：由于程序是按照零件轮廓编制的，需要通过刀补转换为刀具中心的轨迹
      • 插补
      • PLC控制
• 数控机床的组成
  • 机床本体
  • 计算机数控系统
    • 操作面板
    • 输入/输出设备
    • 数控装置
    • 伺服单元
    • 驱动装置
    • PLC
    • 机床I/O电路
• 数控机床的分类
  • 按运动控制方式
    • 点位控制
      • 刀具与工件相对运动时，只控制从一点运动到另一点的准确性，不考虑运动轨迹
    • 直线控制
      • 刀具与工件相对运动时，除控制起点到终点准确定位，还需保证平行于坐标轴的直线切削运动
    • 轮廓控制
      • 刀具与工件相对运动时，能控制多轴联动
  • 按进给伺服系统组成
    • 开环、闭环、半闭环
      • 开环没有位置检测装置和反馈回路
      • 半闭环的位置检测装置不直接安装在最终运动部件上，而是安装在传动装置的一个环节上（丝杠或传动轴）
      • 闭环的位置检测装置在最终运动部件上
• 坐标系
  • 规定原则
    • 工件静止 刀具运动
    • 笛卡尔直角坐标系 右手法则
      • 大拇指：x轴正向
      • 食指：y轴正向
      • 中指：z轴正向
    • 刀具远离工件方向为坐标系正向
  • xyz轴
    • z
      • 平行于主轴轴线的坐标轴
        • z轴正方向是使刀具远离工件的方向
        • 注：
          • 若没有主轴，或有多个主轴：垂直于工件装夹面方向为z轴
          • 若主轴能摆动，且在摆动范围内只与某一坐标轴平行，该轴为z轴
          • 若主轴能摆动，且在摆动范围内与多个坐标轴平行，取工件装夹面为z轴
    • x
      • 刀具旋转
        • 若z轴水平
          • 从刀具(主轴)向工件看，x正方向指向右
        • 若z轴垂直
          • 单立柱机床
            • 从刀具向立柱看，x指向右
          • 双立柱机床（龙门机床）
            • 从刀具向左立柱看，x指向右
      • 工件旋转
        • x轴运动方向沿工件径向，并平行于横向拖板
          • x轴正方向为刀具离开工件旋转中心的方向
    • y
      • 已知x z 用右手定则或右手螺旋法则确定