2017苏州机床回收苏州机床回收苏州机床回收中心13261841470 王伟 苏州机床回收苏州机床回收苏州机床回收中心13261841470 王伟 苏州回收机床 苏州二手机床回收 苏州收购机床 苏州数控机床回收 苏州回收二手机床 苏州收购旧机床 第一章 概论 第二章 数控机床的结构 2 第一章 概论第一节 数控机床的基本概念（略） 第二节 数控机床的分类及应用 第三节 数控机床的发展 3 第二节 数控机床的分类及应用一、二、三、（略） 四、数控机床的精度与应用范围 4 四、数控机床的精度与应用范围 ? ? 1、数控机床的精度 2、数控机床的应用范围 5 1、数控机床的精度 ? ? 数控机床的精度主要是指加工精度、定位 精度和重复精度。 精度是数控机床的重要技术指标之一。 ? 由于数控机床是以数字的形式给出相应脉冲指 令进行加工，数控机床的脉冲当量（即输出一 个脉冲，数控机床各运动
部件的位移角位移量） 就自然地与精度保持了某种联系。 6 ? 按不同精度等级的数控机床的要求，脉冲 当量通常为0.01～0.0001mm/脉冲。 ? 由于数控机床的进给传动链的反向间隙和丝杠 螺距误差圴可以进行自动补偿，因此数控机床 一般都具有较高的加工精度。 ? 长期实践表明，一般中、小型数控机床 （非精密型）的加工精度值约为脉冲当量 的10倍，因此数控机床的加工精度通常为 0.1～0.001mm。 7 ? ? 在一般情况下，定位精度通常是加工精度 的1/2~1/3，因此数控机床的定位精度通常 为0.05～0.0005mm。 而重复定位精度通常是定位精度的1/2～1/3， 因此数控机床的重复定位精度通常为 0.025～0.00025。 ? 对于较大尺寸零件一般很注重定位精度， ? 而对中、小型零件在考核加工尺寸的一致性时， 一般更注重重复定位精度。 8 ? 从总体上说， ? 由于数控机床的传动系统和
机床结构具有很高 的静、动刚度和热稳定性， ? 机床本身的零部件具有很高的加工精度， ? 特别是数控机床的自动加工方式避免了操作者 的人为误差， ? 因此，同一批零件的尺寸一致性非常好， 加工质量稳定、产品合格率高。 9 ? 例如在采用点位控制的数控钻床上钻孔时 ? 由于不再需要钻模板和钻套，钻模板的坐标误 差造成的影响不复存在， ? 又因为加工的敞开性改善了钻孔的排屑条件， 可以进行有效的冷却， ? 被加工孔的孔距、孔径尺寸精度和内孔表面质 量均有所提高。 ? 在数
控机床对复杂零件的轮廓表面进行加 工时， ? 由于编程中已考虑到对进给速度进行控制，保 证刀具沿轮廓的切向进给的线速度基本不变， 因而可以获得较高的精度和表面质量。 10 2、数控机床的应用范围 ? 半个世纪以来数控机床的应用范围正在不 断扩大，数控技术已经渗透到许多领域。 ? 随着计算机技术的发展，计算机的性能日益提 高，而价格却不断下调，因而促进数控机床的 价格也不断下降。在原来由于价格因素不能采 用数控技术的机床门类也开始大量采用数控技 术。 ? 一般情况下目前很难寻找到某一类型的机床或 某个领域的设备不宜采用数控技术。 11 ? ? ? 长期以来人们传统观念认为数控机床只适 用于加工多品种、小批量以及结构形状复 杂的零件时，才能获得良好的经济效益。 目前，人们的观念正在发生变化，一些大 批量以及结构形状不太复杂的零件在使用 数控机床后，也同样能获得很好的效益。 最典型的大量生产的汽车工业，目前已普 遍使用数控机床和设备进行流水生产。 12 ? ? 正确的观点应该是在进行工艺分析和成本 分析的基础上，认真做好综合经济效益的 评估和对比，然后决定是否选用数控机床 和设备。 尽管如此，数控机床对于 ? 加工多品种、中小批量以及结构形状复杂的零 件， ? 那
些需要频繁改型的产品零件则更具有选用价 值。 ? 数控机床的柔性和加工精度的稳定性是其 它非数控机床所无法比拟的。 13 第三节 数控机床的发展一、
机床结构的发展 二、数控系统的发展 三、伺服系统的发展 四、柔性制造单元 14 一、
机床结构的发展 ? ? ? ? ? ? 1948年美国帕森公司（Parsons Co.）提 出数控机床的概念 1952年帕森与麻森理工学院（MIT）联合 研制成功第一台立式数控铣床 1955年产业化 NC?CNC?加工中心?FMS?CMS 单轴点位控制?五轴及以上联动?五面体 高速化、高精度化、高智能化 15 ? ? ? ? ? 1、NC、CNC 2、数控加工中心 3、五面体加工中心 4、工业机器人和工件交换系统 5、虚拟轴机床 16 1、NC、CNC 17 2、数控加工中心 ? 20世纪60年代初期，在一般数控机床的基 础上开发了数控加工中心 ? 图1-10 立式镗铣加工中心 ? 图1-11 卧式镗铣加工中心 18 3、五面体加工中心 ? 20世纪70年代后期，在加工中心的基础上 发展了五面体加工中心 ? 图1-12 龙门式五面体加工中心 ? 它的设计思想是为了在一次装夹中完成除 了安装底面以外的所有表面及表面的精密 孔系加工。 19 ? 由于采用了 ? 刚性极好的床身、立柱等结构（有些五面体加 工中心采用了龙门式结构）和 ? 立式/卧式转换主轴部件或立式/卧式一体化主 轴部件， ? ? 对于箱体类零件、汽车复盖件、船用柴油 机缸体等工件具有很高的加工精度、机床 利用率和综合经济效益。 这是由于五面体加工中心使切削时间占总 时间的比例成倍增加，并大幅减少了切削 准备时间和测量时间的结果。 ? 图1-13 可调轴线位臵的万能主轴部件 20 4、工业机器人和工件交换系统 ? 在加工中心出现以后，加工工序的进一步 集中仍然是数控机床发展的趋势。 ? 带有工业机器人和
工件交换系统（AWC）的车 削中心和 ? 带有工件交换系统的数控齿轮加工机床已被广 泛采用， ? 还有可以自动更换电极的电火花加工中心机床。 21 ? 图1-14是一台带工件交换系统的数控滚齿机， 该机床能够在不更换滚刀的情况下，依次加工 相同模数而齿数、齿坯结构尺寸不同的、随机 放臵在输送带上的圆柱齿轮毛坯。 22 5、虚拟轴机床 ? ? 在计算机数控多轴联动技术和复杂坐标快 速变换运算方法发展的基础上，20世纪60 年代出现的Stewart平台概念（即同时改变 六根杆子的长度，实现六个自由度运动）， 到20世纪90年代初，应用在数控机床上成 为可能。 六杆数控机床（又称虚拟轴机床）是20世 纪最具革命性的机床运动结构的突破，引 起普遍关注。 23 ? 该数控机床由基座与运动平台及期间的六根可 伸缩杆件组成，每根杆件的两端通过球面支承 分别将运动平台与基座相连，并由伺服电机和 滚珠丝杠按数控指令实现伸缩运动，使运动平 台带着主轴部件作任意轨迹的运动。 ? 工件固定在基座上，刀具相对工件作六个自由 度的运动，实现所要求的空间加工轨迹。 24 ? ? 图1-15 并联运动机构 图1-15-1是G系列六杆加工中心动作示意图 ? 所不同的是运动平台与主轴部件呈倒臵式，基 座由框架支撑安臵在上方，有效地增大了主轴 部件运动空间。 ? ? 图1-16 运动平台与主轴部件示意图 图1-17 Micromat六杆加工中心示意图。 ? 该机床采用主轴筒代替了运动平台，期中三根 杆件位于主轴筒上部，另三根杆件位于主轴筒 下部。而杆件的另一端分别位于三根立柱上， 以取代固定平台。 25 ? 六杆数控机床既有采用滚珠丝杠驱动的，又有 采用滚珠螺母驱动的。 ? 六杆数控机床的关键技术之一是六对球面支承 的设计与制造，球面支承将对运动平台的运动 精度和定位精度产生直接影响。 ? 六杆数控机床采用运动聚合原理，改变传统的
机床结构和布局。 ? 重量较轻的主轴部件和切削刀具由六根杆件分 摊受力，具有比传统结构更高的刚度。 ? 特别在高速运动时，由于运动部件的质量大幅 度减小，改善了机床的动态特性，更显示了它 的优点。 26 ? 六杆数控机床还避免了传统机床几何结构误差， 六杆使误差平均化，因而能达到很高的重复定 位精度。 ? 由于采用虚拟轴实现刀具与工件的定位，使工 件的装夹和调整大为简化。 ? 六杆数控机床的结构简单，而且由六套完全相 同的功能部件构成，使成本下降。 ? 由于采用了能进行高速坐标运算的计算机硬件 和软件，它能够实现快速运动和精确定位。 27 ? Stewart平台式的数控机床通常都是立式布局 的，近年来出现卧式布局的六杆数控机床，改 善了立式数控机床工件的可接近性和加工空间 相对机床所占空间之比低的缺陷，这是又一次 六杆重大改进。 ? ? 但是， 并联结构的机床，在加工范围特别 是旋转坐标轴的运动范围受到较大的限制。 同时，在坐标轴运动控制上，由于其相关 性而显得比较复杂。 28 二、数控系统的发展 29 三、伺服系统的发展 ? 数控机床的伺服系统是实现机床轴运动 （包括进给运动、主运动及位置控制）的 关键系统之一。 ? 它的性能对数控机床的重复定位精度、动态响 应特性，以及最高空行程速度具有重要影响。 ?
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