数控技术教学课件VIP

1、长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of Science and TechnologyChangchun University of Science and Technology 2022-3-81数控技术数控技术教学课件教学课件 长春理工大学长春理工大学 2012.022012.02 数控技术教学课件数控技术教学课件长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of Science and TechnologyChangchun University of Science and Technolog

2、y 2022-3-82长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of Science and TechnologyChangchun University of Science and Technology 2022-3-83机床数控技术的基本概念机床数控技术的基本概念数控机床的工作流程数控机床的工作流程数控机床的组成与分类数控机床的组成与分类数控机床的特点及适用范围数控机床的特点及适用范围数控技术的发展趋势数控技术的发展趋势主要内容主要内容长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of Science

3、 and TechnologyChangchun University of Science and Technology 2022-3-84主要内容自从上自从上20世纪中叶数控技术创立以来，它给机械制世纪中叶数控技术创立以来，它给机械制造业带来了革命性的变化；造业带来了革命性的变化；数控技术已成为制造业实现自动化、柔性化、集成数控技术已成为制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础技术，化生产的基础技术，CAD/CAM，FMS（柔性制造（柔性制造系统）和系统）和CIMS（计算机集成制造系统）、（计算机集成制造系统）、敏捷制造敏捷制造和智能制造等，都建立在数控技术之上；和智能制造等，都建立在数

4、控技术之上；1.1 1.1 数控技术的基本概念数控技术的基本概念长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of Science and TechnologyChangchun University of Science and Technology 2022-3-85 数控技术是提高产品质量、提高劳动生产率必不数控技术是提高产品质量、提高劳动生产率必不可少的物质手段；可少的物质手段； 是国家的战略技术，基于它的相关产业是体现国是国家的战略技术，基于它的相关产业是体现国家综合国力水平的重要基础性产业；家综合国力水平的重要基础性产业； 二十一世纪机械制

5、造业的竞争，其实质是数控技二十一世纪机械制造业的竞争，其实质是数控技术的竞争。术的竞争。长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of Science and TechnologyChangchun University of Science and Technology 2022-3-86主要内容1.1.什么是数控？什么是数控？即数字控制（即数字控制（ Numerical Control ）简称，是指利用数字化信息进行）简称，是指利用数字化信息进行控制，其控制对象可以是各种生成过程。控制，其控制对象可以是各种生成过程。2.2.什么是机床数控技术什

6、么是机床数控技术? ?用数字化信息对机床运动及其加工过程进行控制的一种技术。用数字化信息对机床运动及其加工过程进行控制的一种技术。3.3.什么是数控机床什么是数控机床( ( Numerical Control Machine Tools）数控机床是一个装有数字控制系统的机床，该系统能够处理加工程数控机床是一个装有数字控制系统的机床，该系统能够处理加工程序序, ,控制机床自动完成各种加工运动和辅助运动。控制机床自动完成各种加工运动和辅助运动。4.4.数控机床控制的实现需求？数控机床控制的实现需求？1 1）几何信息描述刀具和工件间的相对运动）几何信息描述刀具和工件间的相对运动 2 2）用工艺信息来

7、描述机床加工必须具备的一些工艺参数）用工艺信息来描述机床加工必须具备的一些工艺参数长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of Science and TechnologyChangchun University of Science and Technology 2022-3-87数控装置伺服系统加工程序零件图 数控系统 机床 上述上述几何信息和工艺信息几何信息和工艺信息按一定的格式形成加工文件（即按一定的格式形成加工文件（即数控加工程序）存放在数控加工程序）存放在信息载体信息载体上（如磁盘、穿孔纸带、上（如磁盘、穿孔纸带、磁带等），然后由机床

8、上的磁带等），然后由机床上的数控系统数控系统读入（或直接通过数读入（或直接通过数控系统的键盘输人，或通过通信方式输入），通过对其译控系统的键盘输人，或通过通信方式输入），通过对其译码，从而使机床动作和加工零件。数控系统实质上是完成码，从而使机床动作和加工零件。数控系统实质上是完成了手工加工中操作者的部分工作。了手工加工中操作者的部分工作。1.2 数控机床的工作流程数控机床的工作流程长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of Science and TechnologyChangchun University of Science and Tec

9、hnology 2022-3-88工艺处理工艺处理加工图纸加工图纸数学处理数学处理编程手册编程手册数控编程数控编程程序仿真程序仿真输输入入装装置置加工加工程序程序毛坯或半成品毛坯或半成品数数控控系系统统数控机床数控机床程序编制程序编制成品成品译码译码 、数据处理、插补、伺服驱动、数据处理、插补、伺服驱动N5 G01 G41 X100.0 Y100.0 D01 F100 M08;1.2 数控机床的工作流程数控机床的工作流程长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of Science and TechnologyChangchun Universit

10、y of Science and Technology 2022-3-891） 数控编程数控编程 根据加工路线、工艺参数、刀位数据及根据加工路线、工艺参数、刀位数据及数控系统规定的功能指令代码及程序段格式，数控系统规定的功能指令代码及程序段格式，编写数控加工程序。程序编完后，可存放在控编写数控加工程序。程序编完后，可存放在控制介质（如软盘、磁带）上。制介质（如软盘、磁带）上。长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of Science and TechnologyChangchun University of Science and Techno

11、logy 2022-3-8102）程序输入）程序输入 数控加工程序通过输入装置输入到数控系统。数控加工程序通过输入装置输入到数控系统。目前采用的输入方法主要有软驱、目前采用的输入方法主要有软驱、USB接口、接口、RS232C接口、接口、MDI手动输入、分布式数字控制手动输入、分布式数字控制（Direct Numerical Control ，DNC）接口、网络接）接口、网络接口等。数控系统一般有两种不同的输入工作方式：一口等。数控系统一般有两种不同的输入工作方式：一种是边输入边加工，种是边输入边加工，DNC即属于此类工作方式；另一即属于此类工作方式；另一种是一次将零件数控加工程序输入到计算机内

12、部的存种是一次将零件数控加工程序输入到计算机内部的存储器，加工时再由存储器一段一段地往外读出，软驱、储器，加工时再由存储器一段一段地往外读出，软驱、USB接口即属于此类工作方式。接口即属于此类工作方式。长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of Science and TechnologyChangchun University of Science and Technology 2022-3-8113）译码）译码 数控系统按一个程序段为单位，按照一数控系统按一个程序段为单位，按照一定的语法规则把数控程序解释、翻译成计定的语法规则把数控程序解释

13、、翻译成计算机内部能识别的数据格式，并以一定的算机内部能识别的数据格式，并以一定的数据格式存放在指定的内存区内。在译码数据格式存放在指定的内存区内。在译码的同时还完成对程序段的语法检查。一旦的同时还完成对程序段的语法检查。一旦有错，立即给出报警信息。有错，立即给出报警信息。长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of Science and TechnologyChangchun University of Science and Technology 2022-3-8124）数据处理）数据处理 数据处理程序一般包括刀具补偿、速度数据处理程序一般

14、包括刀具补偿、速度计算以及辅助功能的处理程序。刀具补偿计算以及辅助功能的处理程序。刀具补偿有刀具半径补偿和刀具长度补偿。有刀具半径补偿和刀具长度补偿。 刀具半径补偿的任务是根据刀具半径补刀具半径补偿的任务是根据刀具半径补偿值和零件轮廓轨迹计算出刀具中心轨迹。偿值和零件轮廓轨迹计算出刀具中心轨迹。长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of Science and TechnologyChangchun University of Science and Technology 2022-3-8135）插补）插补 插补的任务就是通过插补计算程序，插补

15、的任务就是通过插补计算程序，根据程序规定的进给速度要求，完成在轮根据程序规定的进给速度要求，完成在轮廓起点和终点之间的中间点的坐标值计算，廓起点和终点之间的中间点的坐标值计算，也即数据点的密化工作。也即数据点的密化工作。长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of Science and TechnologyChangchun University of Science and Technology 2022-3-8146）伺服控制与加工）伺服控制与加工 伺服系统接受插补运算后的脉冲指令伺服系统接受插补运算后的脉冲指令信号或插补周期内的位置增量信

16、号，经放信号或插补周期内的位置增量信号，经放大后驱动伺服电机，带动机床的执行部件大后驱动伺服电机，带动机床的执行部件运动，从而加工出零件。运动，从而加工出零件。长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of Science and TechnologyChangchun University of Science and Technology 2022-3-815二、数控机床的工作流程二、数控机床的工作流程数控程序编制 2程序输人3译码4数据处理（刀具补偿等）5插补6位置控制 和机床加工数控装置 控制机床运动完成零件加工1程序编制长春理工大学长春理

17、工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of Science and TechnologyChangchun University of Science and Technology 2022-3-816主要内容数控机床数控机床机床本体机床本体数控系统数控系统外围技术外围技术数数控控装装置置伺伺服服驱驱动动装装置置测测量量反反馈馈装装置置工工具具系系统统编编程程技技术术管管理理技技术术Machine Machine tooltoolMachine Machine Control Control unitunitServo-Servo-drive drive uni

18、tunitFeedback Feedback TransducerTransducer1.2 1.2 数控机床的组成数控机床的组成长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of Science and TechnologyChangchun University of Science and Technology 2022-3-817机床本体机床本体完成各种切削加工的机械部分完成各种切削加工的机械部分机机床床本本体体组组成成-主运动部件、进给运动部件主运动部件、进给运动部件-支承件（立柱、床身等）支承件（立柱、床身等）-特殊装置特殊装置-辅助装置辅

19、助装置长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of Science and TechnologyChangchun University of Science and Technology 2022-3-818机床本体机床本体长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of Science and TechnologyChangchun University of Science and Technology 2022-3-819主要内容数控系统数控系统（Numerical Control System

20、）是一种程是一种程序控制系统，它能逻辑地处理输入到系统中的数序控制系统，它能逻辑地处理输入到系统中的数控加工程序，控制数控机床运动并加工出零件。控加工程序，控制数控机床运动并加工出零件。计算机数控系统计算机数控系统（Computer Numerical Control，CNC ）是以计算机为核心的数控系统。是以计算机为核心的数控系统。长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of Science and TechnologyChangchun University of Science and Technology 2022-3-820主要内容数数

21、控控系系统统组组成成 机床机床I/OI/O电路和装置电路和装置检测装置检测装置主轴驱动装置主轴驱动装置进给驱动装置进给驱动装置主轴伺服单元主轴伺服单元进给伺服单元进给伺服单元计算机计算机数数 控控 装装 置置 操作面板操作面板PLC计算机数控系统计算机数控系统机机床床辅助控制机构辅助控制机构进给传动机构进给传动机构主运动机构主运动机构输入输出输入输出装置装置长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of Science and TechnologyChangchun University of Science and Technology 2022

22、-3-821主要内容操操作作面面板板 人人机机交交互互长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of Science and TechnologyChangchun University of Science and Technology 2022-3-822主要内容数数控控系系统统组组成成 机床机床I/OI/O电路和装置电路和装置检测装置检测装置主轴驱动装置主轴驱动装置进给驱动装置进给驱动装置主轴伺服单元主轴伺服单元进给伺服单元进给伺服单元计算机计算机数数 控控 装装 置置 操作面板操作面板PLC计算机数控系统计算机数控系统机机床床辅助控制机构辅

23、助控制机构进给传动机构进给传动机构主运动机构主运动机构输入输出输入输出装置装置长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of Science and TechnologyChangchun University of Science and Technology 2022-3-823主要内容输入输出装置输入输出装置可以通过多种方式获得数控加工程序可以通过多种方式获得数控加工程序: : 穿孔纸带穿孔纸带 MDIMDI（Manual Data InputManual Data Input）方式）方式 软驱软驱 USBUSB接口接口 RS232CRS23

24、2C接口接口 DNCDNC接口接口 长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of Science and TechnologyChangchun University of Science and Technology 2022-3-824主要内容数数控控系系统统组组成成 机床机床I/OI/O电路和装置电路和装置检测装置检测装置主轴驱动装置主轴驱动装置进给驱动装置进给驱动装置主轴伺服单元主轴伺服单元进给伺服单元进给伺服单元计算机计算机数数 控控装装 置置 操作面板操作面板PLC计算机数控系统计算机数控系统机机床床辅助控制机辅助控制机构构进给传动机

25、构进给传动机构主运动机构主运动机构输入输出输入输出装置装置1.2 1.2 数控技术组成数控技术组成长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of Science and TechnologyChangchun University of Science and Technology 2022-3-825主要内容 组成：组成：计算机系统、位置控制板、计算机系统、位置控制板、PLCPLC接口板，通接口板，通讯接口板、特殊功能模块以及相应的控制软件。讯接口板、特殊功能模块以及相应的控制软件。 作用：作用：根据输入的零件加工程序进行相应的处理，根据输入的零

26、件加工程序进行相应的处理，然后输出控制命令到伺服驱动装置和然后输出控制命令到伺服驱动装置和PLCPLC。CNCCNC装装置是置是CNCCNC系统的核心。系统的核心。计算机数控装置计算机数控装置长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of Science and TechnologyChangchun University of Science and Technology 2022-3-826主要内容数数控控系系统统组组成成 机床机床I/OI/O电路和装置电路和装置检测装置检测装置主轴驱动装置主轴驱动装置进给驱动装置进给驱动装置主轴伺服单元主轴伺

27、服单元进给伺服单元进给伺服单元计算机计算机数数 控控 装装 置置 操作面板操作面板PLC计算机数控系统计算机数控系统机机 床床辅助控制机辅助控制机构构进给传动机构进给传动机构主运动机构主运动机构输入输出输入输出设备设备长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of Science and TechnologyChangchun University of Science and Technology 2022-3-827主要内容伺服系统伺服系统接受数控装置的指令，驱动机床执行机构接受数控装置的指令，驱动机床执行机构 运动的驱动部件运动的驱动部件 主

28、轴伺服单元和主轴电机主轴伺服单元和主轴电机 进给伺服单元和进给电机进给伺服单元和进给电机测量反馈装置测量反馈装置 位置和速度测量装置。以实现进给伺服系统的闭环控制。位置和速度测量装置。以实现进给伺服系统的闭环控制。作用作用 保证灵敏、准确地跟踪保证灵敏、准确地跟踪CNCCNC装置指令：装置指令：进给运动指令：实现零件加工的成形运动（速度和位置控进给运动指令：实现零件加工的成形运动（速度和位置控制）。制）。主轴运动指令，实现零件加工的切削运动（速度控制）主轴运动指令，实现零件加工的切削运动（速度控制）长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of S

29、cience and TechnologyChangchun University of Science and Technology 2022-3-828主要内容数数控控系系统统组组成成 机床机床I/OI/O电路和装置电路和装置检测装置检测装置主轴驱动装置主轴驱动装置进给驱动装置进给驱动装置主轴伺服单元主轴伺服单元进给伺服单元进给伺服单元计算机计算机数数 控控 装装 置置 操作面板操作面板PLC计算机数控系统计算机数控系统机机 床床辅助控制机辅助控制机构构进给传动机构进给传动机构主运动机构主运动机构输入输出输入输出设备设备长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun Un

30、iversity of Science and TechnologyChangchun University of Science and Technology 2022-3-829主要内容PLCPLC、机床、机床I/OI/O电路和装置电路和装置-PLC-PLC (Programmable Logic Controller) (Programmable Logic Controller) 用于完成与逻辑运算有关顺序动作的用于完成与逻辑运算有关顺序动作的I/OI/O控制；控制；- -机床机床I/OI/O电路和装置电路和装置 实现实现I/OI/O控制的执行部件控制的执行部件( (由继电器、电磁阀、

31、行程开关、由继电器、电磁阀、行程开关、接触器等组成的逻辑电路）接触器等组成的逻辑电路）; ;- -功能功能 接受接受CNCCNC的的M M、S S、T T指令指令, ,对其进行译码并转换成对应的对其进行译码并转换成对应的控制信号控制信号, ,控制辅助装置完成机床相应的开关动作；接受控制辅助装置完成机床相应的开关动作；接受操作面板和机床侧的操作面板和机床侧的I/OI/O信号信号, ,送给送给CNCCNC装置装置, ,经其处理后经其处理后, ,输出指令控制输出指令控制CNCCNC系统的工作状态和机床的动作。系统的工作状态和机床的动作。长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun

32、 University of Science and TechnologyChangchun University of Science and Technology 2022-3-830主要内容适应性、灵活性好适应性、灵活性好 精度高、质量稳定精度高、质量稳定 生产效率高生产效率高 劳动强度低、劳动条件好劳动强度低、劳动条件好有利于现代化生产与管理有利于现代化生产与管理 使用、维护技术要求高使用、维护技术要求高 1.4 1.4 数控机床的特点与分类数控机床的特点与分类数控机床的特点数控机床的特点:长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of S

33、cience and TechnologyChangchun University of Science and Technology 2022-3-831主要内容数控机床的分类数控机床的分类 (Types)(Types)分分 类类 方方 法法数控机床类型数控机床类型按运动控制按运动控制方式方式点位点位控制控制数控机床数控机床直线直线控制控制数控机床数控机床轮廓轮廓控制控制数控机床数控机床按伺服系统按伺服系统开环开环数控数控数控机床数控机床半闭环半闭环控制控制数控机床数控机床闭环闭环控制控制数控机床数控机床按功能水平按功能水平经济型经济型数控机床数控机床中档型中档型数控机床数控机床高档型高档型

34、数控机床数控机床按工艺方法按工艺方法金属切削金属切削数控机床数控机床金属成形金属成形数控机床数控机床特种加工特种加工数控机床数控机床1.4 1.4 数控机床的特点与分类数控机床的特点与分类长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of Science and TechnologyChangchun University of Science and Technology 2022-3-832主要内容1 1、点位控制、点位控制 (Point to Point Control Systems)(Point to Point Control System

35、s) AA刀具工件一、按运动控制方式分类一、按运动控制方式分类:仅实现刀具相对于工件从仅实现刀具相对于工件从一点到另一点一点到另一点 的精确定位的精确定位运动；运动；对对轨迹不作控制轨迹不作控制要求；要求；运动过程中运动过程中不进行任何加工不进行任何加工。适用范围：数控钻床、数控镗床、数控适用范围：数控钻床、数控镗床、数控冲床和数控测量机。冲床和数控测量机。长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of Science and TechnologyChangchun University of Science and Technology 2022

36、-3-833主要内容2 2、直线控制、直线控制 不仅要求控制不仅要求控制点到点的精确定位点到点的精确定位，而且要求机床，而且要求机床工作台或刀具（刀架）以给定的工作台或刀具（刀架）以给定的进给速度进给速度，沿，沿平行于平行于坐标轴的方向或与坐标轴成坐标轴的方向或与坐标轴成4545角的方向角的方向进行直线移进行直线移动和切削加工。动和切削加工。长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of Science and TechnologyChangchun University of Science and Technology 2022-3-834主要

37、内容 3 3、轮廓控制、轮廓控制 (Contouring Control Systems)(Contouring Control Systems)对对多个坐标轴同时进行控制多个坐标轴同时进行控制，使之协调运动，使之协调运动( (坐坐标联动标联动) )，使刀具相对工件，使刀具相对工件按程序规定的轨迹和按程序规定的轨迹和速度运动速度运动，在运动过程中进行连续切削加工。，在运动过程中进行连续切削加工。可加工曲面、叶轮等复杂可加工曲面、叶轮等复杂形状的零件形状的零件长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of Science and Technology

38、Changchun University of Science and Technology 2022-3-835主要内容两坐标加工两坐标加工 二轴半或三坐标加工二轴半或三坐标加工 YXO2O1BZO四坐标加工四坐标加工 ZP(x,y,z)nO刀位点BCXYZ五坐标加工五坐标加工 长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of Science and TechnologyChangchun University of Science and Technology 2022-3-836主要内容1 1、开环控制、开环控制 (Open-Loop Serv

39、o-Drive)(Open-Loop Servo-Drive)二、按伺服系统的控制原理分类二、按伺服系统的控制原理分类:步步进进驱驱动动器器指令脉冲指令脉冲步进电机步进电机工作台工作台数控装置长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of Science and TechnologyChangchun University of Science and Technology 2022-3-837主要内容特点特点: :没有位置检测装置，信号单向没有位置检测装置，信号单向。结构简单，制造成本较低，。结构简单，制造成本较低，价格便宜价格便宜, , 精度一

40、般不高。用于经济型数控车、铣、线切割机床。精度一般不高。用于经济型数控车、铣、线切割机床。 电机电机机械执行部件机械执行部件A相、相、B相相C相、相、f、nCNCCNC插补插补指令指令脉冲频率脉冲频率f f脉冲个数脉冲个数n n换算换算脉冲环脉冲环形分配形分配变换变换功率功率放大放大长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of Science and TechnologyChangchun University of Science and Technology 2022-3-8382 2、半闭环控制、半闭环控制(Half-Closed-Loop

41、 Servo-Drive) (Half-Closed-Loop Servo-Drive) 速度控制速度控制电路电路工作台工作台伺服电机伺服电机位置比较位置比较电路电路指令脉冲指令脉冲速度反馈速度反馈位置反馈位置反馈检测元件检测元件长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of Science and TechnologyChangchun University of Science and Technology 2022-3-839主要内容特点特点: :带有位置检测装置，常安装在带有位置检测装置，常安装在伺服电机上或丝杠的端部伺服电机上或丝杠的端部

42、; ;不包括丝杠螺母副及机床工作台导轨副等大惯量环节，不包括丝杠螺母副及机床工作台导轨副等大惯量环节，因此可以获得稳定的控制特性，而且调试比较方便，价因此可以获得稳定的控制特性，而且调试比较方便，价格也较全闭环系统便宜。格也较全闭环系统便宜。 长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of Science and TechnologyChangchun University of Science and Technology 2022-3-840主要内容3 3、闭环控制、闭环控制( (Closed-Loop Servo-Drive ) )特点特点:

43、 :带有位置检带有位置检测装置测装置, ,安装在机床刀架或工作台等执行部安装在机床刀架或工作台等执行部件上件上; ;系统稳定性受到影响系统稳定性受到影响, ,调试困难调试困难, ,且结构复杂、价且结构复杂、价格昂贵。格昂贵。 位置反馈位置反馈速度控制速度控制电路电路工作台工作台伺服电机伺服电机位置比较位置比较电路电路指令脉冲指令脉冲速度反馈速度反馈长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of Science and TechnologyChangchun University of Science and Technology 2022-3-84

44、1主要内容1 1、经济型数控机床、经济型数控机床 步进电机步进电机实现的实现的开环驱动开环驱动，功能简单、价格低廉、，功能简单、价格低廉、精度中等，能满足加工形状比较简单的直线、圆弧及精度中等，能满足加工形状比较简单的直线、圆弧及螺纹加工。一般控制轴数在螺纹加工。一般控制轴数在3 3轴以下，脉冲当量（分辨轴以下，脉冲当量（分辨率）多为率）多为0.01mm0.01mm，快速进给速度在，快速进给速度在10m10mminmin以下。以下。 三、按功能水平分类三、按功能水平分类:长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of Science and Tec

45、hnologyChangchun University of Science and Technology 2022-3-842主要内容2 2、中档型数控机床、中档型数控机床 采用采用交流或直流伺服电机实现半闭环驱动交流或直流伺服电机实现半闭环驱动，能实，能实现现4 4轴或轴或4 4轴以下联动控制，脉冲当量为轴以下联动控制，脉冲当量为1 1 m m，进给速度，进给速度为为15-24m15-24mminmin，一般采用，一般采用1616位或位或3232位处理器，具有位处理器，具有RS232CRS232C通信接口、通信接口、DNCDNC接口和内装接口和内装PLCPLC，具有图形显示，具有图形显示功

46、能及面向用户的宏程序功能。功能及面向用户的宏程序功能。 长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of Science and TechnologyChangchun University of Science and Technology 2022-3-843主要内容3 3、高档型数控机床、高档型数控机床采用采用交流伺服电机交流伺服电机形成形成闭环闭环驱动，开始采用驱动，开始采用直线伺服电直线伺服电机机，能实现，能实现5 5轴以上联动，脉冲当量（分辨率）为轴以上联动，脉冲当量（分辨率）为0.1-0.1-1 1 m m，进给速度可达，进给速度可达1

47、00m100mminmin以上。一般采用以上。一般采用3232位以上位以上微处理器，形成多微处理器，形成多CPUCPU结构。编程功能强，具有智能诊断、结构。编程功能强，具有智能诊断、联网和通信功能。联网和通信功能。 长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of Science and TechnologyChangchun University of Science and Technology 2022-3-844主要内容分为：金属切削数控机床、金属成形数控机床、特分为：金属切削数控机床、金属成形数控机床、特种加工数控机床。种加工数控机床。也可

48、分为：也可分为：普通数控机床普通数控机床（指加工用途、加工工艺（指加工用途、加工工艺单一的机床）和单一的机床）和加工中心加工中心（指带有自动换刀装置、（指带有自动换刀装置、能进行多工序加工的机床）。能进行多工序加工的机床）。 四、按工艺方法分四、按工艺方法分:长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of Science and TechnologyChangchun University of Science and Technology 2022-3-845主要内容按按工工艺艺方方法法分分数数控控车车床床长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪

49、论绪论Changchun University of Science and TechnologyChangchun University of Science and Technology 2022-3-846主要内容按按工工艺艺方方法法分分数数控控车车床床长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of Science and TechnologyChangchun University of Science and Technology 2022-3-847主要内容按按工工艺艺方方法法分分数数控控车车床床双主轴双主轴长春理工大学长春理工大学第一

50、章第一章 绪论绪论Changchun University of Science and TechnologyChangchun University of Science and Technology 2022-3-848主要内容按按工工艺艺方方法法分分数控车床数控车床双主轴、双刀塔双主轴、双刀塔CNC车床结构示意车床结构示意 主轴主轴副主轴副主轴副主轴刀塔副主轴刀塔主轴刀塔主轴刀塔长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of Science and TechnologyChangchun University of Science and T

51、echnology 2022-3-849主要内容按按工工艺艺方方法法分分双主轴、双主轴、3刀塔的刀塔的复合加工复合加工CNC车床车床长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of Science and TechnologyChangchun University of Science and Technology 2022-3-850主要内容数数控控铣铣床床长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of Science and TechnologyChangchun University of Sci

52、ence and Technology 2022-3-851主要内容加加工工中中心心长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of Science and TechnologyChangchun University of Science and Technology 2022-3-852主要内容按按工工艺艺方方法法分分数控加工示例数控加工示例: :长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of Science and TechnologyChangchun University of Science

53、and Technology 2022-3-853主要内容数控机床的适用范围数控机床的适用范围通用机床专用机床数控机床零件复杂程度零件批量小批量产品小批量产品产品品种的变换频繁产品品种的变换频繁加工方法的区别大加工方法的区别大生产效率高生产效率高 长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of Science and TechnologyChangchun University of Science and Technology 2022-3-854主要内容第一代数控（第一代数控（1952-19591952-1959年）：年）： 采用电子管构成的硬

54、件数控系统；采用电子管构成的硬件数控系统；第二代数控（第二代数控（1959-19651959-1965年）：年）： 采用晶体管电路为主的硬件数控系统；采用晶体管电路为主的硬件数控系统；第三代数控（第三代数控（19651965年开始）：年开始）： 采用小、中规模集成电路的硬件数控系统；采用小、中规模集成电路的硬件数控系统；第四代数控（第四代数控（19701970年开始）：年开始）： 采用大规模集成电路的小型通用电子计算机数控系统；采用大规模集成电路的小型通用电子计算机数控系统；第五代数控（第五代数控（19741974年开始）：年开始）： 采用微型计算机控制的系统；采用微型计算机控制的系统；第六代

55、数控（第六代数控（19901990年开始）：年开始）： 采用工控采用工控PCPC机的通用机的通用CNCCNC系统。系统。 硬硬件件数数控控 软软件件数数控控 1.5 1.5 数控技术的发展趋势数控技术的发展趋势长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of Science and TechnologyChangchun University of Science and Technology 2022-3-8551.5 1.5 数控技术的发展趋势数控技术的发展趋势长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University

56、 of Science and TechnologyChangchun University of Science and Technology 2022-3-856主要内容1.1.运行高速化运行高速化 主轴高速化：采用电主轴（内装式主轴电机），即主主轴高速化：采用电主轴（内装式主轴电机），即主轴电机的转子轴就是主轴部件。轴电机的转子轴就是主轴部件。 主轴最高转速达主轴最高转速达200000r/min200000r/min以上以上 主轴转速的最高加（减）速为主轴转速的最高加（减）速为1.0g 1.0g 以上以上换刀速度换刀速度 0.90.9秒（刀到刀）秒（刀到刀） 2.82.8秒（切削到切削）

57、秒（切削到切削） 工作台（托盘）交换速度工作台（托盘）交换速度1.5 1.5 数控技术的发展趋势数控技术的发展趋势长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of Science and TechnologyChangchun University of Science and Technology 2022-3-857主要内容2.2.加工高精化：加工高精化：提高机械设备的制造和装配精度；提高数控系提高机械设备的制造和装配精度；提高数控系统的控制精度；采用误差补偿技术统的控制精度；采用误差补偿技术提高提高CNCCNC系统控制精度：系统控制精度： 采用

58、采用高速插补技术高速插补技术，以微小程序段实现连续进给，使，以微小程序段实现连续进给，使CNCCNC控制单位精细化，控制单位精细化， 采用采用高分辨率位置检测装置高分辨率位置检测装置，提高位置检测精度（日，提高位置检测精度（日本交流伺服电机已有装上本交流伺服电机已有装上10106 6 脉冲脉冲/ /转的内藏位置检测转的内藏位置检测器，其位置检测精度能达到器，其位置检测精度能达到0.010.01 m/m/脉冲）；脉冲）； 位置伺服系统采用位置伺服系统采用前馈控制与非线性控制前馈控制与非线性控制等方法。等方法。1.5 1.5 数控技术的发展趋势数控技术的发展趋势长春理工大学长春理工大学第一章第一章

59、 绪论绪论Changchun University of Science and TechnologyChangchun University of Science and Technology 2022-3-858主要内容采用误差补偿技术：采用误差补偿技术： 采用反向间隙补偿、丝杆螺距误差补偿和刀具采用反向间隙补偿、丝杆螺距误差补偿和刀具误差补偿等技术误差补偿等技术; ; 设备的热变形误差补偿和空间误差的综合补偿设备的热变形误差补偿和空间误差的综合补偿技术。研究结果表明，综合误差补偿技术的应技术。研究结果表明，综合误差补偿技术的应用可将加工误差减少用可将加工误差减少60608080。1.5

60、1.5 数控技术的发展趋势数控技术的发展趋势长春理工大学长春理工大学第一章第一章 绪论绪论Changchun University of Science and TechnologyChangchun University of Science and Technology 2022-3-859主要内容3.功能复合化功能复合化 工件自动装卸、工件自动定位；工件自动装卸、工件自动定位； 刀具自动对刀；刀具自动对刀； 工件自动测量与补偿；工件自动测量与补偿； 集钻、车、镗、铣、磨为一体的集钻、车、镗、铣、磨为一体的“万能加工机床万能加工机床”等。等。 1.5 1.5 数控技术的发展趋势数控技术的发