第一章数控机床与编程概论

庄曙东河海大学HOHAIUNIVERSITY数控机床与编程CNCMACHINEANDPROGRAMMING第一页，编辑于星期五：十六点十二分。1.1引言：如何成为合格的数控人才1.2课程内容与任务1.3数控机床的概述1.4数控机床的组成1.5数控机床的分类1.6课程学习的资源第一章概论（Introduction）2/69第二页，编辑于星期五：十六点十二分。1.1引言如何成为合格的数控人才3/69第三页，编辑于星期五：十六点十二分。引言：数控加工人才市场需求4/69数控机床操作人员数控加工工艺设计及程序编制人员数控机床设计、制造、维护人员数控系统开发人员数控车间和生产线管理人员数控制造企业高级管理人员销售及技术服务人员其他（刀具技术、培训、推广等）第四页，编辑于星期五：十六点十二分。引言：编程人员的要求5/691、熟悉数控系统功能和编程指令,2、熟悉数控加工工艺;3、掌握所使用的数控机床以及数控系统的特点和性能;4、懂得刀辅具和工件的装夹方法;5、能熟练进行程序的编辑、输入等操作。6、相关的提高能力（数控三新知识、外语阅读能力等）第五页，编辑于星期五：十六点十二分。1.2课程内容与任务6/69第1章概论

第2章计算机数控系统第3章伺服系统与检测装置☆第4章数控机床的机械结构☆第5章数控加工的程序编制第6章数控机床及技术发展第六页，编辑于星期五：十六点十二分。计算机数控系统与伺服装置7/69第七页，编辑于星期五：十六点十二分。数控机床的机械结构8/691）、数控车床的认识2）、五轴数控机床的认识第八页，编辑于星期五：十六点十二分。1.3数控机床的概述9/691、数控机床的基本概念2、数控机床的产生3、典型的数控系统4

、数控机床的发展过程5、数控技术的发展现状6、数控技术的发展方向第九页，编辑于星期五：十六点十二分。1、数控机床的基本概念10/691）.数控(NumericalControl,NC)是采用数字化信息对机床的运动及其加工过程进行控制的方法。2）.数控机床是应用数控技术对加工过程进行控制的机床。3）.数控加工：采用数控机床加工零件的方法。数控加工是随着数控机床的产生、发展而逐步完善的一种应用技术,它是人们长期从事数控加工实践的经验总结。

第十页，编辑于星期五：十六点十二分。2、数控机床的产生11/691）、生产力的要求；2）、自动化技术、计算机技术、新材料的开发、新工艺的出现（干切削加工、激光辅助加工、激光精密加工等）提供了条件；3）、国外：1952美国帕森斯公司和麻省理工国内：1958清华大学和北京机床厂

第十一页，编辑于星期五：十六点十二分。数控技术的先进性数控技术是智能的技术数控技术是极端的技术数控技术是高效的技术数控技术是可靠的技术数控技术是经济的技术第十二页，编辑于星期五：十六点十二分。3、典型的数控系统13/69国外：FANUC公司的数控系统SIEMENS公司的数控系统FAGOR公司的数控系统MAZAK公司的数控系统三菱公司的数控系统国内：广数KND华中数控系统南京仁和、四开数控系统沈阳蓝天第十三页，编辑于星期五：十六点十二分。开放式数控系统产生背景：始于1987年美国政府资助的NGC(NextGenerationController)计划，计划建立一个控制系统的控制标准。欧盟（1992）和日本（1994）。开放式系统是相对于以前的数控系统而言，CNC控制器制造商，为数控机床厂提供全部的配套产品，包括CNC数控装置、主轴、进给驱动器和电机，使机床制造厂得到了满意的服务。这样其控制硬件和软件主要集中在操作者和机床之间。但当数控机床进入分布式控制器(DNC)和柔性制造系统(FMS)环境，甚至要求与CAD/CAPP/CAM等共享信息后，需要开放式。基本特征：模块化、标准化、平台无关性、可再次开发、适应网络操作第十四页，编辑于星期五：十六点十二分。4

、数控机床的发展过程15/691）、NC机床2）、计算机数控（CNC）3）、加工中心（MC）——具有AutomaticToolChanger的NC机床。4）、柔性制造单元（FMC）——具有AutomaticpalletChanger的MC。5）、柔性制造系统（FMS）——具有中央集控的物流系统的FMC群体。6）、计算机集成制造系统（CIMS）——具有决策系统的FMS群体。

第十五页，编辑于星期五：十六点十二分。5、数控技术的发展现状16/69三高：加工设备数控化率高、数控加工零件比例高、数控加工工艺要求高三缺：缺合理优化的参数、缺工艺数据库、缺数控制造的管理系统三低：数控机床主轴开动率低、加工过程主轴功率利用率低、单位时间材料去除率低。第十六页，编辑于星期五：十六点十二分。我国数控机床的发展差距1）高速化2）多轴联动3）高可靠性4）由设备到技术集成5）由市场导向到引导市场6）关键技术的理论研究第十七页，编辑于星期五：十六点十二分。6、数控技术的发展方向18/691)性能上：高速、高精、高效化、柔性化工艺复合化、实时控制智能化2）软件上：用户界面图形化

程序编制自动化插补补偿多样化3）硬件上：模块化、集成化

通用化、标准化

驱动装置数字化、交流化第十八页，编辑于星期五：十六点十二分。1.4数控机床的组成19/69第十九页，编辑于星期五：十六点十二分。数控机床由输入输出设备、数控装置、伺服与驱动装置、检测装置和机床本体等部分组成20/69第二十页，编辑于星期五：十六点十二分。1、输入输出设备

输入输出设备的作用是实现数控加工程序及相关数据的输入、显示、存储以及打印等。常用输入设备有软盘驱动器、RS232C串行通信口以及MDI方式等,输出设备有显示器、打印机等。2、数控装置数控装置是数控机床的核心,它接受来自输入设备的程序和数据,并按输入信息的要求完成数值计算、逻辑判断和输入输出控制等。数控装置通常由一台通用或专用微型计算机与输入输出接口板、可编程控制器等连接构成。第二十一页，编辑于星期五：十六点十二分。3、

伺服与驱动系统

伺服与驱动系统是数控机床的执行部分,它的作用是把来自数控装置的脉冲信号转换成机床的运动。脉冲当量：每一个脉冲信号使机床移动部件产生的位移量叫做脉冲当量,常用的脉冲当量为0.001mm/脉冲。每个进给运动的执行部件都有相应的伺服驱动系统,其性能是决定数控机床的加工精度、表面质量、生产率伺服系统由伺服驱动电路和伺服驱动装置组成。

第二十二页，编辑于星期五：十六点十二分。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。主要包括:主运动部件、进给运动部件(如工作台、刀架)、支承部件(如床身、立柱等),还有冷却、润滑、转位部件以及夹紧、换刀机械手等辅助装置。

5、反馈装置（传感检测部分）反馈装置,其作用是检测机床的实际运动速度、方向、位移量以及加工状态,并把检测结果转化为电信号反馈给数控装置,再通过比较,计算出实际位置与指令位置之间的偏差,并发出纠正误差指令。常用位置检测元件有感应同步器、光栅、编码器、磁栅和激光测距仪等。4、机床本体

第二十三页，编辑于星期五：十六点十二分。第二十四页，编辑于星期五：十六点十二分。第二十五页，编辑于星期五：十六点十二分。第二十六页，编辑于星期五：十六点十二分。1.5数控机床的分类27/691、按控制的运动轨迹分类2、按伺服系统的类型分类3、按数控系统的功能水平分类4

、按加工工艺及机床用途分类第二十七页，编辑于星期五：十六点十二分。1、按控制的运动轨迹分1）、点位控制数控机床2）、直线控制数控机床3）、轮廓控制数控机床——两轴、两轴半、三轴、四轴、五轴联动2、按伺服系统的类型分1）、开环伺服系统数控机床2）、半闭环伺服系统数控机床3）、闭环伺服系统数控机床第二十八页，编辑于星期五：十六点十二分。开环伺服系统数控机床第二十九页，编辑于星期五：十六点十二分。半闭环伺服系统数控机床第三十页，编辑于星期五：十六点十二分。闭环伺服系统数控机床第三十一页，编辑于星期五：十六点十二分。3、按数控系统的功能水平分4、按加工工艺及机床用途分1）、低档2）、中档3）、高档1）、金属切削类数控车床

/数控铣床/加工中心/数控铣雕机2）、金属成型类：数控冲床3）、特种加工类：数控线切割、焊接机器人4）、测量绘图类：三坐标测量仪、数控绘图仪第三十二页，编辑于星期五：十六点十二分。1.6课程学习的资源33/691、参考教材电子工业出版社施晓芳主编《数控加工工艺》东南大学出版社易红主编《数控技术》华中科技大学出版社陈光明主编《数控技术与数控机床》2、学习网站华信教育资源网（)第三十三页，编辑于星期五：十六点十二分。考试1、上课20%；2、报告40%；1）数控机床与数控技术的综述报告2）数控机床某一前沿技术的综述报告3）要求：一份打印稿，一份发到邮箱zhsd1970@163.com,字数》2000，格式论文格式3、考试40%。第三十四页，编辑于星期五：十六点十二分。报告1）数控机床与数控技术的综述报告2）数控机床某一前沿技术的综述报告3）找一个高速加工的应用实例,需包括以下内容:加工对象,包括几何特性和材料特性加工工艺参数,如主轴转速等刀具,包括刀具材料和刀具装夹方式等所使用的控制/软件系统与以往的加工方式比较,加工的效果,如所需加工时间,表面质量,精度等有何区别4）要求：一份打印稿，一份