机床数控技术概述PPT课件

1、.,1,第1章 机床数控技术概述,学习目的与要求 了解机床数控技术的基本概念与组成；熟悉数控机床的特点与分类；掌握零件的数控加工过程；了解数控技术的发展趋势,.,2,1.1 机床数控技术的基本概念,数控技术 综合了计算机、自动控制、电机、电气传动、测量、监控、机械制造等学科领域最新成果而形成的一门交叉科学技术。 成为现代制造业的核心技术之一 是实现柔性制造、计算机集成制造、工厂自动化重要基础技术,.,3,1.1 机床数控技术的基本概念,数控 数值控制，简称数控（numerical control,NC） 国家标准（GB/T 8129-1997）定义： 用数值数据的控制装置，在运动过程中，不断地

2、引入数值数据，从而对某一生产过程 实现自动控制。 数控机床 采用了数控技术的机床。 国际信息联盟定义： 数控机床是一种采用计算机对数字信息进行处理而控制的高效自动化 机床，它能够按照机床规定的数字代码，把各种机械位移量、工艺数、 辅助功能表示出来，经过数控系统的逻辑处理和运算，发出各种控制指 令，完成要求的机械动作，自动完成零件加工任务。 数控系统 用数值数据的控制系统，在运行过程中，不断引入数据，实现机床加工过程的自动控制。 数控系统基本组成：控制器和驱动装置,.,4,1.1 机床数控技术的基本概念,计算机数值控制系统 用计算机控制功能，实现数值控制。 目前一般均指计算机数控,.,5,1.2

3、 机床数控技术的组成,机床数控技术由编程技术、程序载体、人机交互装置、数控系统和机床本体等部分组成,.,6,1.2 机床数控技术的组成,编程技术：手工编程和自动编程 程序载体：穿孔带、磁带和磁盘 人机交互装置：键盘、显示器、操作面板及通信装置等 数控系统：,.,7,1.2 机床数控技术的组成,机床本体： 主要由床身、立柱、工作台、导轨、主运动机构、进给运动机构，以及刀库、刀架、辅助运动机构等组成。,.,8,1.3 数控机床的特点与分类,数控机床的特点 适应性、灵活性好 质量稳定、精度高 生产效率高 劳动强度低、劳动条件好 有利于现代化生产管理 具有监控功能和故障诊断能力 使用、维护技术要求高,

4、.,9,1.3 数控机床的特点与分类,数控机床的分类,.,10,1.3 数控机床的特点与分类,按运动控制方式分类,.,11,1.3 数控机床的特点与分类,.,12,1.3 数控机床的特点与分类,按伺服系统类型分类,.,13,1.3 数控机床的特点与分类,按功能水平分类 经济型、中档型和高档型 分辨率和进给速度 10m 815m/min 低挡 1m 1524m/min 中档 0.1m 15100m/min 高档 伺服进给类型 开环：步进电机进给系统 低档 半闭环或闭环：直流或交流伺服系统 中高档,.,14,1.3 数控机床的特点与分类,联动轴数 低档：不超过3轴 中高档：35轴 通信能力 低档：

5、无通信能力或具有RS-232接口 中档：RS-232 DNC 网络接口 高档：网络接口 制造自动化协议通信接 口 联网功能,.,15,1.3 数控机床的特点与分类,显示功能 低档：简单数码管显示 单色CRT字符显示 中档：CRT LED 显示 有字符、图形、人 机对话、自诊断功能 高档：图形用户界面 三维动画 加工仿真 内装PLC 低档：一般无PLC 中高档：都有内装PLC CPU位数 低档：8位 中高档：16 32 64位,.,16,1.3 数控机床的特点与分类,按工艺方法分类 金属切削数控机床：数控车、铣、钻、磨床 金属成型数控机床：挤、冲、拉、压、弯 特种加工数控机床：数控线切割、电火花

6、成型机、火焰切割机、激光加工,.,17,1.4 数控机床加工零件过程,.,18,1.4 数控机床加工零件过程,数控机床加工零件的典型过程 零件图工艺处理 首先根据零件加工图纸，对工件形状、尺寸、位置关系、技术要求进行分析， 然后确定合理的加工方案、加工路线、装夹方式、刀具及切削参数、对刀点、换刀点 同时考虑数控机床的指令功能 数学处理 有刀具补偿功能，计算轮廓轨迹上的坐标值,.,19,1.4 数控机床加工零件过程,数控编程 程序输入 软驱 USB接口 RS-232 接口 MDI输入 DNC接口 网络接口 译码 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、翻译成计算机内部能识

7、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。译码同时检查语法错误并给出报警 数据处理,.,20,1.4 数控机床加工零件过程,包括刀具补偿、速度计算以及辅助功能的处理 插补 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，即数据点的密化工作。 伺服控制与加工 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号，经放大后驱动电机，带动机床的执行部件运动，从而加工出零件。,.,21,1.5 机床数控技术的发展趋势,数控技术的产生与发展 19521959年，电子管控制数控机床 19591965年，晶体管控制数控机床 1965年开始，采用小、中规模集

8、成电路的硬件数控系统 1970年开始，采用大规模集成电路小型通用电子计算机数控系统 1974年开始，采用微型计算机控制的系统 1990年开始，采用工业PC机的通用CNC系统 数控机床1952年诞生于美国，中国于1968年北京第一机床厂研制出第一 台数控机床,.,22,1.5 机床数控技术的发展趋势,数控技术的发展趋势 向高速度、高精度方向发展 加工精度：可达11.5m 超精密加工精度纳米0.001m 电主轴和直线电机技术成熟：主轴转速达100000r/min 进给速度达60m/min 快速达100m/min 向柔性化、功能集成化方向发展 多轴加工中心、换刀换箱式加工中心具有柔性的高效加工设备；多台数 控机床组成柔性制造单元、柔性制造系统、计算机集成制造系统 功能集成化体现在：工件自动装卸，工件自动定位，刀具自动对刀，工 件自动测量与补偿，集钻、车、镗、铣、磨为一体的“万能加工机床”,.,23,1.5 机床数控技术的发展趋势,向智能化方向发展 采用“进化计算”、“模糊系统”、“神经网络”等新控制原理，具有加工过 程的自适应控制、负载自动识别、工艺参数自生成、运动参数动态补偿、 智能诊断、智能监控等功能，人机界面极为友好 向高可靠性方向发展 采用大规模或超大规