数控技术及应用教案及讲稿 上部分：数控技术及编程 件。这类机床有两坐标及两坐标以上的数控铣床，加工中心等。这类数控机床应能同时控 制两个或两个以上的轴进行插补运算，对位移和速度进行严格的不间断控制。现代数控机 床绝大多数都具有两 或两 标以上联动的功能： 仅有刀具半径补偿、刀具长度补偿 还有机床轴向运动误差补偿、丝杠、齿轮的间隙误差补偿等一系列功能。按照可联动（同 时 控制)轴数，可以有2轴控制、2.5轴控制、3轴控制、4轴控制、5轴控制等。 2.5轴控制（两个轴是连续控制，第三轴是点位或直线控制）的原理，实现了三个主 要轴X、Y、Z内的两维控制（图1-9）。 3轴控制是三个坐标轴X、Y、Z都同时插补，是三维连续控制（图1-10）。 5轴连续控制是一种很重要的加工形式（图1-11），这时三个坐标轴X、Y、Z与工作 台的回转、刀具的摆动同时联动（也可以是与两轴的数控转台联动，或刀具做两个方向的 摆动)。由于刀尖可以按数学规律导向，使之垂直于任何双倍曲线平面， 因此特别适合 加工透平叶片、机翼等。 图1-10三坐标数控机床曲面加工 图1-11五轴联动数控机床加工 二、按执行机构的同服系统类型分类 1开环同服系统数机 这是比较原始的一种数控机床，这类机床的数控系统将零件的程序处理后，输出数字 指令信号给伺服系统，驱动机床运动，没有来自位置传感器的反馈信号，如图12所示。 最典型的系统就是采用步进电动机的伺服系统。这类机床较为经济，但是速度及精度都较 低。因此，目前在国内，仍作为一种经济型数控机床，多用于旧机床改造。 指令进给脉冲一驱动电路步进电机传动机构工作台 图112开环伺服系统框图 2.闭环伺服系统数控机床 这类机床可以接受插补器的指令，而且随时接受工作台测得的实际位置反馈信号，根 据其差值不断进行误差修正，如图1-13所示，这类数控机床可以消除由于传动部件制造中 存在的精度误差给工件加工带来的影响。 速度测量装置 位置测量装置 兰州交通大学机电工程学院 数控技术及应用教案及讲稿 上部分：数控技术及编程 兰州交通大学机电工程学院 9 件。这类机床有两坐标及两坐标以上的数控铣床，加工中心等。这类数控机床应能同时控 制两个或两个以上的轴进行插补运算，对位移和速度进行严格的不间断控制。现代数控机 床绝大多数都具有两坐标或两坐标以上联动的功能；不仅有刀具半径补偿、刀具长度补偿， 还有机床轴向运动误差补偿、丝杠、齿轮的间隙误差补偿等一系列功能。按照可联动（同 时 控制）轴数，可以有2轴控制、2.5轴控制、3轴控制、4轴控制、5轴控制等。 2.5轴控制（两个轴是连续控制，第三轴是点位或直线控制）的原理，实现了三个主 要轴X、Y、Z内的两维控制（图1-9）。 3轴控制是三个坐标轴X、Y、Z 都同时插补，是三维连续控制（图1-10）。 5轴连续控制是一种很重要的加工形式（图1-11），这时三个坐标轴X 、Y、Z与工作 台的回转、刀具的摆动同时联动（也可以是与两轴的数控转台联动，或刀具做两个方向的 摆动）。由于刀尖可以按数学规律导向，使之垂直于任何双倍曲线平面，因此特别适合于 加工透平叶片、机翼等。 图1-10 三坐标数控机床曲面加工 图1-11 五轴联动数控机床加工 二、按执行机构的伺服系统类型分类 1. 开环伺服系统数控机床 这是比较原始的一种数控机床，这类机床的数控系统将零件的程序处理后，输出数字 指令信号给伺服系统，驱动机床运动，没有来自位置传感器的反馈信号，如图1-12所示。 最典型的系统就是采用步进电动机的伺服系统。这类机床较为经济，但是速度及精度都较 低。因此，目前在国内，仍作为一种经济型数控机床，多用于旧机床改造。 图1-12 开环伺服系统框图 2. 闭环伺服系统数控机床 这类机床可以接受插补器的指令，而且随时接受工作台测得的实际位置反馈信号，根 据其差值不断进行误差修正，如图l-13所示，这类数控机床可以消除由于传动部件制造中 存在的精度误差给工件加工带来的影响。 指令进給脉冲 驱动电路 步进电机 传动机构 工作台 指令位置 工 作 台 伺服电 动机 位 置 调节 位置测量装置 速度测量装置 速 度 调节 伺 服 放大 传 动 机构