SHUKONGJICHUANG

1、数控机床的定义数控机床的定义l 数字控制机床是用数字代码形式的信息（程序指令），控制刀具按给定的工作程序、运动速度和轨迹进行自动加工的机床，简称数控机床。数控机床的发展数控机床的发展l1948年，美国帕森斯公司接受美国空军委托，研制飞机螺旋桨叶片轮廓样板的加工设备。由于样板形状复杂多样，精度要求高，一般加工设备难以适应，于是提出计算机控制机床的设想。1949年，该公司在美国麻省理工学院（MIT）伺服机构研究室的协助下，开始数控机床研究，并于1952年试制成功第一台由大型立式仿形铣床改装而成的三坐标数控铣床，不久即开始正式生产，于1957年正式投入使用。这是制造技术发展过程中的一个重大突破，标志

2、着制造领域中数控加工时代的开始。数控加工是现代制造技术的基础，这一发明对于制造行业而言，具有划时代的意义和深远的影响。世界上主要工业发达国家都十分重视数控加工技术的研究和发展。l 当时的数控装置采用电子管元件，体积庞大，价格昂贵，只在航空工业等少数有特殊需要的部门用来加工复杂型面零件；1959年，制成了晶体管元件和印刷电路板，使数控装置进入了第二代，体积缩小，成本有所下降；1960年以后，较为简单和经济的点位控制数控钻床，和直线控制数控铣床得到较快发展，使数控机床在机械制造业各部门逐步获得推广。我国于1958年开始研制数控机床，成功试制出配有电子管数控系统的数控机床，1965年开始批量生产配有

3、晶体管数控系统的三坐标数控铣床。l 1965年，出现了第三代的集成电路数控装置，不仅体积小，功率消耗少，且可靠性提高，价格进一步下降，促进了数控机床品种和产量的发展。60年代末，先后出现了由一台计算机直接控制多台机床的直接数控系统（简称DNC），又称群控系统；采用小型计算机控制的计算机数控系统（简称CNC）,使数控装置进入了以小型计算机化为特征的第四代。l 1974年，研制成功使用微处理器和半导体存贮器的微型计算机数控装置（简称MNC），这是第五代数控系统。第五代与第三代相比，数控装置的功能扩大了一倍，而体积则缩小为原来的1/20，价格降低了3/4，可靠性也得到极大的提高。 l 80年代初，随

4、着计算机软、硬件技术的发展，出现了能进行人机对话式自动编制程序的数控装置；数控装置愈趋小型化，可以直接安装在机床上；数控机床的自动化程度进一步提高，具有自动监控刀具破损和自动检测工件等功能。数控机床的分类数控机床的分类l数控车床(含有铣削功能的车削中心) l数控铣床(含铣削中心) l数控铿床 l以铣程削为主的加工中心 l数控磨床(含磨削中心) l数控钻床(含钻削中心) l数控拉床 l数控刨床 l数控切断机床 l数控齿轮加工机床 l数控激光加工机床 l数控电火花线切割机床 l数控电火花成型机床(含电加工中心) l数控板村成型加工机床 l数控管料成型加工机床 各类机床各类机床数控钻床加工中心数控冲

5、床数 控 镗 床数 控 铣 床2021-10-167 在数控系统方面，20世纪80年代初，国内先后从日本、美国等国引进了一些CNC装置及主轴、伺服系统的生产技术，并陆续投入了批量生产，从而结束了数控机床发展徘徊不前的局面，推动了数控机床的发展。80年代至90年代初北京机床研究所先后引进日本FANUC的3、5、7、6系统进行消化吸收，与FANUC合资生产的各类型数控系统最高年产量已达500套。东方西门子集团引进德国西门子的3系统、810和820系统。到20世纪90年代初，国内的数控机床及数控系统的生产具有了一定的规模，但前进中的数控机床产业正面临十分严峻的形势。国产数控系统发展概况国产数控系统发

6、展概况2021-10-168 进入WTO后，中国将进入日趋完善的国内外相统一的大市场，大量数控机床及数控系统进口，将对发展中的数控产业造成巨大的冲击，其中国家“ 八五”重点科技攻关项目“中华型数控系统”于1991年9月28日通过国家级鉴定。该系统是以通用的工业控制机(32位CPU)为基础的全功能数控系统。此系统在我国首次将微机客户服务器模型用于窗口式操作系统。形成了一个集成化的软件环境。此外，有关数控系统生产厂商还根据客户需要开发有一批不同档次的数控系统产品。如大连大森，广州数控等。 华中数控系统 一、一、l华中数控系统的基本组成结构如图3-5所示。9图3-5 华中数控系统组成结构机机床床武汉

7、华中数控股份有限公司武汉华中数控股份有限公司HNC-8 型全数型全数字现场总线数控系统字现场总线数控系统lHNC-8 型全数字现场总线数控系统是全数字总线式数控装置，采用模块化、开放式体系结构，基于具有自主知识产权的NCUC 工业现场总线技术。最大支持10 通道， 每通道最大联动轴数为9 轴，每通道最多主轴数为4轴。支持总线式全数字伺服驱动单元和绝对值式伺服电机，支持总线式远程I/O单元，集成手持单元接口，采用电子盘程序存储方式， 支持CF卡、USB、以太网等程序扩展和数据交换功能。采用LED液晶显示屏，包括8、8.4、10.4以及15的4 种规格。HNC-8型全数字现场总线数控系统主要应用于

8、数控车削中心、铣削中心、车铣复合、多轴以及多通道等高档数控机床 主要参数主要参数lCNC功能最大控制轴：9进给轴+4主轴 联动轴数：9轴最小插补周期：0.125ms 最小分辨率：10-6mm/deg/inch最大移动速度：999.999米/分钟（与驱动单元、机床相关）直线、圆弧、螺纹、NURBS插补功能 参考点返回自动加减速控制（直线/S曲线） 坐标系设定MDI功能 M、S、T功能 加工过程图形仿真和实时跟踪内部二级电子齿轮 固定铣削循环小线段最大前瞻段数：2048 程序段处理速度：7200段/秒CNC编程最小编程单位：10-6mm/deg/inch最大编程尺寸：999999.999mm(最小

9、编程单位为10-3时)最大编程行数：20亿行 公/英制编程绝对/相对指令编程 宏指令编程子程序调用 工件坐标系设定平面选择 坐标旋转、缩放、镜像插补功能直线插补，最大9个轴圆弧插补 螺纹切削 刀具补偿功能刀具长度补偿 刀尖半径补偿 RTCP操作功能15 LED彩色液晶显示屏 防静电薄膜编程面板与机床操作面板PC标准键盘接口 手持单元（选件）图形显示功能与动态实时仿真 网络通讯功能 进给轴功能无限旋转轴功能 最高设定速度999999.999mm/min进给修调0%-120% 快移修调0%-100% 每分钟进给/每转进给 多种回参考点功能：单向、双向 快移、进给加减速设定最大跟踪误差设定 最大定位

10、误差设定主轴功能主轴速度：可通过PLC编程控制（最大999999.999rpm）主轴修调：从0%-150% 主轴速度和修调显示变速比和变速比级数可通过PLC编程控制 主轴编码器接口（通过总线式PLC I/O单元扩展）螺纹功能 主轴定向 刚性攻丝辅助功能主轴正反转 自动换刀 冷却开/停PCL功能内嵌式PLC 梯形图在线监控 就近选刀功能 标准铣床梯形图程序 在线/离线编程与调试功能二、广州数控二、广州数控 下面以广州数控GSK990M型数控系统为代表介绍广州数控系统的组成结构。GSK990M数控系统采用高速微处理器(16位CPU)和超大规模可编程门阵列(CPLD)进行硬件插补，实现高速m级控制。

11、数控系统GSK990M是广州数控专门为经济型数控机床开发的的控制步进电机的钻、镗、铣床及加工中心用数控系统。在控制软件上，系统将全功能数控系统的机能引入步进机控制系统中，并针对步进机的特点增加了许多适合于步进电机的机能，使其发挥最佳的性能，从而使系统具有较高的性能价格比132021-10-1614 广州数控加工中心系统标准配置为四轴三联动，旋转轴可由参数设定；最高定位速度可达30米/分，最高插补速度达15米/分；可以提供直线型、指数型和S型多种加减速方式；具有双向螺距误差补偿、反向间隙误差补偿、刀具长度补偿、刀具半径补偿功能；提供多级密码保护功能，方便设备管理；中、英文界面可参数选择；程序区空

12、间为56M，最大可存储400个程序，支持后台编辑功能；具有标准RS-232及USB接口功能，可实现CNC与PC机双向传输程序、参数及PLC程序；具有DNC控制功能，波特率可由参数设定；西门子西门子840C系统系统lSINUMERIK 840C系统是西门子公司1991-1993发出的最新数控系统，适用于全功能车削中心、铣床和加工中心及FMS,CIMS的轨迹控制的模块微处理器lCNC系统。主要构成：由中央控制器、中央控制组件、外围组件输入/输出组件、接口组件、手持操作器和14“TFT彩色显示器等组成。中央控制器配有强大的PLC35WB2及电源、接口等。中央控制组件l有NC-CPU386DX,MMC

13、-CPU386SX,MMC-CPU386SX附带387SX.采用分散的机床外设（DMP),主要分三个区域，交互式图形车间编程（IGM)、NC区和PLC区。西门子西门子SINUMERIK 840C系统的特点系统的特点l主要特点：4个轴同时独立运行，5轴联动，两个手轮同时独立运行，双溜板或双主轴结构。输入分辨率10um到0.001um,坐标轴0.01度到0.00001度。具有32位微处理机，并配有计算机辅助设计的功能，与IBMPC/AT兼容，具有标准的多任务操作系统。PLC用户程序储存器32K字节（RAM)扩展到到256M，用户数据存储器8K字节，可扩展到48K字节,CNC用户存储器512K字节，

14、硬盘中央用户存储器可扩展到40M字节。3964R或LSV2接口共4个，及通用串行接口RS232C(V24),具有功能全面的文字管理方式。在加工时，课同时读入和输出程序及PLC报警日本发那科日本发那科l日本发那科公司(FANUC)是当今世界上数控系统科研、设计、制造、销售实力最强大的企业，总人数4549人(2005年9月数字)，科研设计人员1500人。2005年9月销售额18278亿日元(约合156亿美元)，9月每人平均销售额9万美元。FANUC目前数控系统月生产能力超过7000套，大量出口，销售额在世界市场上占50，在日本国内占70。2005年数控系统在中国销售约16万台套，主要为中档产品 F

15、ANUC系统主要系列系统主要系列高可靠性的PowerMate 0系列：用于控制2轴的小型车床，取代步进电机的伺服系统；可配画面清晰、操作方便，中文显示的CRTMDI，也可配性能价格比高的DPLMDI。 （2）普及型CNC 0D系列：0TD用于车床，0MD用于铣床及小型加工中心，0GCD用于圆柱磨床，0GSD用于平面磨床，0PD用于冲床。 （3）全功能型的0C系列：0TC用于通用车床、自动车床，0MC用于铣床、钻床、加工中心，0GCC用于内、外圆磨床，0GSC用于平面磨床，0TTC用于双刀架4轴车床。 （4）高性能价格比的0i系列：整体软件功能包，高速、高精度加工，并具有网络功能。0iMD用于加

16、工中心和铣床，4轴4联动；0iTD用于车床，4轴2联动，0imate MD用于铣床，3轴3联动；0imateTD用于车床，2轴2联动。 （5）具有网络功能的超小型、超薄型CNC 16i/18i21i系列：控制单元与LCD集成于一体，具有网络功能，超高速串行数据通讯。其中FSl6iMB的插补、位置检测和伺服控制以纳米为单位。16i最大可控8轴，6轴联动；18i最大可控6轴，4轴联动；21i最大可控4轴，4轴联动。 FANUC 0系列 的特点的特点l1. 刚性攻丝 主轴控制回路为位置闭环控制，主轴电机的旋转与攻丝轴（Z轴）进给完全同步，从而实现高速高精度攻丝。 2. 复合加工循环 复合加工循环可用简单指令生成一系列的切削路径。比如定义了工件的最终轮廓，可以自动生成多次粗车的刀具路径，简化了车床编程。 3. 圆柱插补 适用于切削圆柱上的槽,能