数控技术---第一章--绪论 PPT课件

1、第一章 绪论,1,数控车床,2,数控铣床,3,加 工 中 心,4,加工中心,5,数控钻床,6,数控车床的主要内部结构,7,FANUC数控系统（显示器及操作面板）,8,西门子系统的显示操作部件、驱动器、可编程控制器,9,两个概念,机床数控技术：是以数字化的信息处理实现机床自动控制的一门技术。 数控机床：采用这种控制技术控制的机床,10,一 数控机床的产生及发展,产生：1952年，美国PASONS公司和麻省理工学院（MIT）合作研制了第一台数控铣床。 发展： 第一代：1952年，电子管控制数控机床 第二代：1959年，晶体管控制数控机床 第三代：1965年，集成电路数控机床 以上三代数控系统都是采

2、用硬件逻辑数控系统，称为硬件数控系统，即NC（Numerical Control）系统,11,一 数控机床的产生及发展,第四代：1970年，小型计算机数控机床 第五代：1974年，微处理器数控机床 第六代：1990年，基于个人PC机数控机床 以上三代数控系统都是采用软件处理数字信息数控系统，称为软件数控系统，即CNC（Computer Numerical Control）系统,12,一 数控机床的产生及发展,我国数控机床的发展： 1958年，开始研制数控机床 1975年，研制出第一台加工中心 改革开放以来，由于引进国外的数控系统与伺服系统，使我国数控机床得到迅速的发展，但是，同先进的工业国家相

3、比还存在不小的差距,13,一 数控机床的产生及发展,世界知名生产厂家： 国际上最大的数控系统生产厂是日本FANUC公司，1年生产5万套以上系统，占世界市场份额的50%左右 其次，德国的西门子公司，约占市场份额的25% 再次，西班牙发格，意大利菲地亚，法国的NUM，日本的三菱、安川 我国生产厂家： 华中数控、北京航天机床数控集团、广州数控等，厂家规模小，年产不超过400套,14,二 数控机床的组成及工作原理,数控机床的组成,控制介质,人机 交互设备,PLC,计算机 数控装置,辅助控制装置,主轴驱动系统,进给驱动系统,反馈系统,机 床,位置,速度,数控系统,15,数控机床的组成,输入输出 设备,计

4、算机 数控 装置,伺服 系统,受 控 设 备,16,二 数控机床的组成及工作原理,1 控制介质 又称信息载体。 现在常用的控制介质：软硬磁盘 2 人机交互设备 键盘和显示器,17,二 数控机床的组成及工作原理,3 计算机数控装置（CNC）,18,二 数控机床的组成及工作原理,4 进给伺服系统 伺服驱动系统的作用，是把来自数控装置的位置控制移动指令转变成机床工作部件的运动，使工作台按规定轨迹移动或精确定位。 常用的伺服电机： 步进电机 采用脉冲驱动方式 直流伺服电机 采用模拟式驱动方式 交流伺服电机 采用模拟式驱动方式,19,二 数控机床的组成及工作原理,5 主轴驱动系统 早期的数控机床一般采用

5、三相感应同步电动机配上多级变速箱作为主要驱动方式。 现代数控机床绝大部分采用交流主轴驱动系统，由PLC控制。 6 辅助控制装置 由于采用PLC进行控制，所以该部分变的十分简单，包括刀库的转位换刀、工件自动交换、工件夹紧放松、回转工作台、液压泵、冷却泵等控制接口电路。,20,二 数控机床的组成及工作原理,7 PLC 只对数控机床进行辅助控制。其作用只把计算机送来的辅助控制指令转换成强电信号，控制机床动作。 CNC与PLC功能的区别 CNC 主要完成与数字运算和管理有关的功能。 PLC主要完成与逻辑运算有关的动作。,21,二 数控机床的组成及工作原理,PLC的类型 内装型PLC ：从属于CNC。

6、二者共用一个CPU，如SINUMERIK810，820 可单独使用一个CPU，如FANUC的0与15系统 由于设计时统一考虑，因此整体结构上合理、实用、性能价格比高 独立型PLC ：不属于CNC。 如果数控机床的功能扩展和变更时，不至于使原系统做很大的变动,22,二 数控机床的组成及工作原理,8 反馈系统 作用：检测速度、位置等反馈给CNC以纠正偏差 按有无检测元件，CNC系统：开环，闭环，半闭环,23,三 数控机床的加工运动,机械加工是由切削的主运动和进给运动完成的，控制主运动可以得到合理的切削速度，控制进给运动则可得到各种不同的加工表面。 曲线都是由折线近似得来的，根据插补的方法不同，所得

7、的轨迹也不同，有三种：逐点比较法，DDA法，时间分割法。,24,三 数控机床的加工运动,逐点比较法逼近折线,25,三 数控机床的加工运动,DDA法逼近折线,26,三 数控机床的加工运动,时间分割法逼近折线,27,四 数控机床的优缺点,1 优点 1）用数控机床加工可以获得较高的加工精度，加工质量稳定。 2）具有较高的生产率 3）功能多 4）对不同的零件的适应性强 换程序即可 5）能够完成普通机床不能完成的复杂表面加工 如螺旋桨面 6）减轻工人的劳动强度，提高经济效益 2 缺点 1）价格昂贵，一次投资较大。 2）维修和操作复杂,28,五 数控机床的分类,1 按工艺用途分类 1）普通数控机床：车床、镗床、铣床、磨床、齿轮加工机床、数控压力加工机床、数控电加工机床等等 2） 加工中心：是带有刀库和自动换刀机械手的数控机床。,29,五 数控机床的分类,2 按加工路线分类 1 ）点位控制数控机床： 2） 轮廓加工数控机床：,30,五 数控机床的分类,3 按有无检测装置分类 1)开环控制系统的数控机床 2)全闭环控制系统的数控机床 3) 半闭环控制系统的数控机床,31,五 数控机床的分类,4 按可联动的坐标轴数分类 坐标