(新)数控技术1.ppt

1、1、郑州大学机电一体化研究所，数控技术，2，第一章数控技术概述，第一节数控机床概述，第二节数控机床控制原理与组成，第三节数控机床分类，第四节数控技术与数控机床发展，3 1952年、计算机数控系统(CNC )、数控、数控、数控、数控机床、第二代代数控制(CNC ) :采用以晶体管电路为主的硬件数控系统，第三代数控制(1965年开始): 采用小、中规模集成电路的硬件数控系统，第四代数控(1970年开始): 采用大规模集成电路的小型通用电子校正计算机数控系统， 第五代数控(1974年开始): 采用微机控制的系统，第六代数控(1990年开始): 采用工业PC机的通用CNC系统。硬件数控、软件数控、5，

2、1、数控机床的发生与发展、数控(NC )计算机数控(CNC )加工中心(MC，Machine Center ) 直接数字控制(DNC )自适应控制(AC )柔性制造系统(FMS )计算机集成制造系统(FMS ) 、数控机床经验，6、代表厂家有日本的法纳克公司、德国的西门子公司、美国的阿拉伯公司、意大利的a-book、数控系统FANUC 0i-TC FANUC 0i-MC，一、数控机床的产生向功能集成化的方向发展，向高可靠性的方向发展，向网络化的方向发展，造型向舒适的方向发展，7、2、1 .能够应对不同零件的自动加工。 3、加工能力强。 4、工序集中，一机使用较多。 5、数控机床是一种高科技设备

3、。 数控技术是集成校准机、自动控制、电传、测量、机械制造等学科领域最新成果的交叉科学技术。第二节NC机床的控制原理和结构，一、NC机床的控制原理，NC机床通过数字化的信息实现自动控制，制作加工程序表，将加工部件的相关信息、规定的文字、数字和符号构成的代码以一定的形式加工，通过控制介质将加工程序输入NC装置， 在数控装置分析处理后，9、2、数控机床的结构、10、(1)程序编制和程序载体、数控程序是数控机床自动加工零件的作业指令。 另外，加工程序可以利用手动输入方法输入到数控系统中，也可以存储在程序载体中。 载体有穿孔纸带、磁卡、磁盘等。 在数控机床上加工零件时，首先对图案上零件的几何形状、尺寸和

4、技术条件进行工艺分析，在此基础上确定加工顺序和路径，确定主运动和进给运动的工艺残奥表，确定加工中的各种辅助操作，然后用标准格式和代码编制零件加工程序。 (11 )输入装置、光电读取器、记录器、软盘驱动器、编程计算机(通信方式)。 MDI (Manual Data Input )、12、(3)数控装置和强电控制装置、数控装置是数控机床的核心。强电控制装置是介于数控装置和机床机械、液压部件之间的控制系统。 伺服驱动系统及位置检测装置、伺服单元及驱动装置是指主轴伺服装置及主轴马达、进给伺服驱动装置及进给马达。 测量装置是指位置和速度的测量装置。伺服驱动电路、伺服电动机、步进电动机、电液电动机、直流伺

5、服电动机、交流伺服电动机、测定装置、解算器、编码器、磁栅、感应同步器、光栅、14、(5)机床机械部件主要运动、机床的主运动部件(主轴)、及基础零件：基础、立柱、鞍座、导轨、辅助动作机构：冷却、润滑、工具更换、单独伺服电机驱动三、使用的数控装置的类型分类、补充分类、四、功能水平分类、五、工艺方法分类、16、一、数控机床的加工功能分类、(一)波(Positioning Control )、点控制、点控制(Point to Point Control )、18、(1)点控数控机床确保了正确的定位，系统在高运行后，一般采用三级减速，坐标钻床、坐标钻床直线控制数控机床，直线控制数控机床以适当的进给速度控

6、制刀具或工作台，在与坐标轴平行的方向上进行直线移动和切削加工，进给速度可根据切削条件在一定范围内调节。 直线切削控制，平行切削控制，20，(2)直线控制数控机床，简易数控车床，数控镗床，21，(3)轮廓控制也称为连续轨迹控制(Continuous Path Control )，NC铣床、加工中心、22、(1)2坐标联动用行切割法、2 .空间轮廓加工零件表面粗糙度要求、y轴：单独控制周期进给、23、(2)3坐标联动加工、2 . 内循环滚珠螺母变频器：轨道母线SS (空间曲线)、数控铣床：三坐标联动、分空间曲线(3)四坐标联动加工、二、空间轮廓加工的数控机床、x1、x2、x3、飞机大梁侧面：直扭曲

7、面、四坐标联动机床缸立铣刀z直线进给轴联动立铣刀的5坐标联动机床、刀具的端面、切削点的切平面、刀具的轴线、工作轮廓的切削点的法线n、平行、重合、切削点的坐标、工作轮廓的切削点的法线n、变化、切削点变化、刀点坐标及构造简单，制造成本高特征、位移精度一般不高。、27、(2)半闭环伺服系统控制NC机床，这种伺服系统将螺母、子等致动器不包含在闭环反馈系统中而称为半闭环伺服控制系统。 特点，精度相当高，调整方便，价格比全闭环系统便宜，应用广泛。 28、(3)闭环伺服系统控制数控机床，具有特点，定位精度高，调整速度快。 适用于系统复杂、成本高、精度要求高的数控机床。 另外，这种伺服控制系统通过将机床的工作

8、台组装到位置控制环中而被称为闭环伺服控制系统。29、3、按使用的数控装置类型分类，(1)硬线数控机床NC机床，(2)计算机数控机床CNC机床，30、4，按功能水平分类，补充，可分为经济型、中速型和高级型三种。 分辨率和进给速度的分辨率为10m，进给速度为815mmin的为低级的分辨率1m，进给速度为1524mmin的为中速分辨率0.11m，进给速度为15100mmin的为高级。 伺服进给型采用开环、步进电机进给系统的产品为低级；中高级产品采用半闭环或闭环的直流伺服系统或交流营养服系统。 连动轴数低级数控机床的连动轴数一般为3轴以下的中高级品为35轴。 31、低通信能力的数控，一般来说，没有通信

9、能力的中等可能具有RS232C，或可能具有直接数控(DNC )或网络接口的高级可能具有网络接口或制造自动化协议(MAP )通信接口，并支持网络功能显示功能的低级通常只用单色CRT文字显示的中速的CRT显示，还有LCD显示，具有高级的图形用户界面，可以进行加工模拟检查。 内置PLC的下级NC一般没有PLC，中高级品则内置PLC。 主CPU的下级数控制一般采用8位CPU，中高级已由16位CPU转移到32位CPU，国外一些新的数控系统已经选择了64位CPU。32、5、按工艺分类，金属切削数控机床的金属切削数控机床与普通机床品种相同，有数控车床、数控铣床、数控钻床、数控磨床、刀库和可实现多工序加工的铣

10、削加工中心和车削中心。 铣床加工中心主要完成铣床、镗床、钻头、攻丝等工序的加工，车削中心以完成各种车削加工为主，也可完成铣床平面、铣床键槽、钻头横孔等工序。 金属成形NC机床金属成形NC机床是指使用挤出、冲头、冲压、拉拔等成形工艺的NC机床，如NC冲压机、弯曲机、弯管机、旋压机等。 特种加工数控机床特种加工数控机床主要是指数控线切割机、电火花成形机、火焰切割机、激光加工机等。33、智能化集成加工中心控制系统、34、中信重工(原洛阳矿山机械厂) 3米立车、智能机器人(1994年在北京参加社会发展成果展)、35，100n m步进扫描投影步进机、36，37、平板自动接种机(3)程序编制、(4) 采用

11、功能强的PLC，(6)机床主机、(CPU、智能接口、人机接口、高集成芯片)、(伺服电机、驱动器(警报信号、自诊断)、42、二、直接数控系统、(direct numerect间接型系统直接型系统计算机网络型、43、3、柔性制造单元和柔性制造系统、柔性制造单元(Flexible Manufacturing Cell，FMC )、柔性是指多品种、小批次的生产功能FMC是一个由一台或两台数控加工中心、工业机器人、自动上下料装置及资材输送存储设备组成的实现单工序或二工序加工的可变加工单元，同时系统增加了自动检测和监控等功能。44、3、柔性制造单元和柔性制造系统、柔性制造单元(FMC )，根据上下的材料装

12、置，分为托盘搬送式和工业用机器人(IR )搬送式两种。1加工中心机床2托盘3托盘基座4托盘更换装置5环形工作台、45、3、柔性制造单元和柔性制造系统、柔性制造单元(FMC )、机器人搬运式FMC、FMC的规模小、低成本、设置面积小对于大型FMS，46、3、柔性制造单元和柔性制造系统、柔性制造系统(Flexible Manufacturing System，简称FMS )、柔性制造系统是由中央校正机控制的自动制造系统用一系列自动材料(包括工件和工具)的运输和储存系统相连，用分布式多级计算机进行统一的综合管理和控制，在加工顺序和生产节拍不确定的情况下，实现无停机调试，自动完成不同的加工任务。 FMS结合高灵活性、高效率、高质量，可解决单个小批量生产自动化问题，适应大批量多品种生产自动化问题。47、3、柔性制造单元与柔性制造系统、柔性制造系统(Flexible Manufacturing System，简称FMS )、柔性制造系统由加工、物流、信息流三个子系统构成，各子系统、48、3、柔性制造单元和柔性制造系统、典型例FMS结构框图、49、3、柔性制造单元和柔性制造系统、6感应线圈7的地表面8磁力线9引导电缆、自动感应车和原理图(AGV )、50、4， 计算机一体化制造系统(computerintegratedmanufacturingsystem，简称CIMS )，美国人