模块1数控编程与加工技术基础1

1.1 概述1.参考答案数控技术是指用数字化信息进行自动控制的技术，是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础。将计算机通过特定处理方式下的数字信息（不连续变化的数字量），用于机床自动控制的技术通称为计算机数控技术。数控加工是指在数控机床上进行零件加工的一种工艺方法，其实质就是根据零件图样及工艺要求等原始条件，编制零件数控加工程序，并输入到数控机床的数控系统，以控制数控机床中刀具与工件的相对运动，从而完成零件的加工。数控机床是一种装有程序控制系统的机床，该系统能够逻辑地处理具有特定代码 或其他符号编码指令规定的程序。该定义中所说的程序控制系统即数控系统。目前人们提及数控车床一般指CNC机床。2.参考答案首先根据被加工零件的图样，将工件的形状、尺寸及技术要求等，按运动顺序、所用数控机床规定的指令代码及程序格式编写成加工程序。加工程序经输入装置读出信息并送入数控装置。数控装置按照数码指令进行一系列处理和运算，变成脉冲信号。有的脉冲信号被送到机床的伺服系统，经传动机构驱动机床本体，从而完成零件的加工；有的脉冲信号被送到可编程序控制器中，按顺序控制机床的其他辅助动作，如工件夹紧与松开、刀具的自动更换、各轴的进给等，加工出图样要求的零件。3.参考答案数控机床一般由输入输出装置、计算机数控装置、伺服驱动装置、检测反馈装置、辅助控制装置和机床本体组成，其中除机床本体之外的部分称为计算机数控（CNC）系统。（1）输入输出装置 输入输出装置是操作人员与机床数控系统进行信息交流的载体，其主要功能有编制程序、存储程序、输入程序和数据、打印和显示等。（2）计算机数控装置 计算机数控装置是计算机数控系统的核心。输入设备传送的数控加工程序和操作指令，经计算机数控装置系统进行相应的处理，然后输出控制命令到相应的执行部件，控制其动作，加工出需要的零件。伺服驱动装置将位置指令和速度指令转化为机床运动部件的运动。数控装置发出的控制信息经伺服系统中的控制电路、功率放大电路和伺服电机驱动受控设备工作，并可对其位置、速度等进行控制。检测反馈装置通过传感器将伺服电动机角位移和数控机床执行机构的直线位移，转换成电信号输送给数控装置，与脉冲信号进行比较，由数控装置纠正误差，控制驱动执行元件准确运转。辅助控制装置是介于数控装置和机床机械、液压部件之间的控制装置，通过可编程序控制器来实现。PLC和数控装置配合共同完成数控机床的控制。机床本体是数控机床的主体，是用于完成各种切削加工的机械部分。4.参考答案按工艺用途分类，可分为切削加工类数控机床、成形加工类数控机床、特种加工类数控机床、其他类型的数控机床；2.按运动轨迹的控制方式分类，可分为点位控制数控机床、直线控制数控机床、轮廓控制数控机床；按伺服驱动系统的类型分类，可分为开环控制数控机床、闭环控制数控机床、半闭环控制数控机床；按可控制联动的坐标轴分类，可分为两坐标轴联动数控机床、三坐标轴联动数控机床、两坐标轴半联动数控机床、多坐标轴联动数控机床；按数控装置的功能水平分类，可分为高（高级型数控系统）、中（普及型数控系统）、低档（经济型数控系统）数控机床。5.参考答案数控加工的优点：加工精度高，质量稳定；生产效率高；生产柔性大；能实现复杂的运动；自动化程度高，可减轻劳动负担、改善劳动条件；便于实现计算机辅助制造。数控加工的缺点：加工成本一般较高；适宜于多品种中、小批量生产；加工中难以调整。数控机床的应用范围：（1）最适应类：1）形状复杂，加工精度高的零件。2）用数学模型描述的复杂曲线或曲面轮廓零件。3）具有难测量、难控制进给、难控制尺寸的壳体或盒形零件。4）必须在一次装夹中合并完成铣、镗、锪、铰或攻螺纹的零件。（2）较适应类1）一旦质量失控会造成重大经济损失的零件。2）在通用机床上加工必须制造复杂的专用工装的零件。3）需要多次更改设计后才能定型的零件。4）在通用机床上加工需要作长时间调整的零件。（3）不适应类1）生产批量大的零件（不排除其中个别工序用数控机床加工）。2）装夹困难或完全靠找正来保证加工精度的零件。3）加工余量很不稳定的零件。4）必须用特定的工艺装备协调加工的零件。