数控技术概述.ppt

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第一章绪论数控技术山东农业大学机电工程学院主讲：

玄冠涛TEL:

13905387676E-mail:

2022/11/42022/11/411第一章绪论目录第二章数控机床的程序编制第三章插补原理第四章计算机数控系统（CNC）第五章数控机床用PLC第七章数控机床的机械结构第六章数控伺服系统第一章绪论2022/11/42022/11/422第一章绪论教材和参考书教材和参考书教教材：

材：

&赵赵玉玉刚刚，宋宋现现春春数数控控技技术术机械工业出版社机械工业出版社北京，北京，20020044参考书：

参考书：

&董董玉玉红红，数数控控技技术术高高等等教教育育出出版版社社北北京京，20020044&王王永永章章数数控控技技术术高高等等教教育育出出版版社社北北京京，200200442022/11/42022/11/433第一章绪论参考资料网址参考资料网址中国数控在线：

中国数控在线：

http:

/数控论坛：

数控论坛：

http:

/华中数控：

华中数控：

http:

/上海开通数控：

上海开通数控：

http:

/南京数控：

南京数控：

http:

/深圳福斯特数控：

深圳福斯特数控：

http:

/www.first-2022/11/42022/11/444第一章绪论西门子：

西门子：

http:

/法那克：

法那克：

http:

/中国制造业信息化网：

中国制造业信息化网：

http:

/www.e-中国制造协作网：

中国制造协作网：

http:

/中国机械信息网：

中国机械信息网：

http:

/参考资料网址参考资料网址2022/11/42022/11/455第一章绪论第一章第一章绪论绪论第一节第一节概述概述第二节第二节数控机床的特点和分类数控机床的特点和分类第三节第三节数控技术的应用与发展数控技术的应用与发展2022/11/42022/11/466第一章绪论本章提要：

本章提要：

本章主要介绍数控技术、数控机床的基本概念、体系结构、工作原理及分类；数控技术及数控装备（机床）的发展动向；数控技术对国民经济的意义。

2022/11/42022/11/477第一章绪论数控技术是什么？

2022/11/42022/11/488第一章绪论光刻机？

印刷机？

键合机？

绣花机？

包装机？

铣床？

车床？

加工中心？

刀？

机器人？

CT？

2022/11/42022/11/499第一章绪论1.数控技术（数控技术（NumericalControlTechnology）是利用数字化的信息对机床运动及加工过程进行控制的一种方法。

2.数控机床：

数控机床：

用数控技术实现加工控制的机床，或者说装备了数控系统的机床称为NC机床。

*1952年，第一台数控机床在年，第一台数控机床在MIT问世，成为世界机械工业史上一件划问世，成为世界机械工业史上一件划时代的事件，推动了自动化的发展。

当时控制程序是记录在纸带上的时代的事件，推动了自动化的发展。

当时控制程序是记录在纸带上的字符和数字，故称数字控制机床。

字符和数字，故称数字控制机床。

*1955年，第一台商业数控机床在美国全国机床展览会上展出。

年，第一台商业数控机床在美国全国机床展览会上展出。

一、数控技术与数字机床一、数控技术与数字机床一、数控技术与数字机床一、数控技术与数字机床2022/11/42022/11/41010第一章绪论ThefirstsuccessfulN/Cmachine,fundedbytheAirForce,wasdemonstratedbytheMassachusettsInstituteofTechnologyin1952.ItwasaretrofittedCincinnatimillingmachine（Figure1.15）.Ithadtheabilitytocoordinatetheaxismotionstomachineacomplexsurface.ThefirstcommercialN/Cmachineswereshownatthe1955NationalMachineToolShow.图1第一台数控机床2022/11/42022/11/41111第一章绪论二、二、二、二、数控机床的加工原理与组成数控机床的加工原理与组成数控机床的加工原理与组成数控机床的加工原理与组成1.1.与传统加工的比较与传统加工的比较与传统加工的比较与传统加工的比较与普通机床加工零件的区别在于：

数控机床是按程序自动加工零件，后者要由工人手工操作来加工零件工艺分析工艺分析数控加数控加工程序工程序工序卡工序卡传统加工传统加工数控加工数控加工图图2传统加工与数控加工的比较图传统加工与数控加工的比较图2022/11/42022/11/41212第一章绪论2.2.数控机床加工过程数控机床加工过程数控机床加工过程数控机床加工过程数控装置伺服系统加工程序首先由编程人员按照零件的几何形状和加工工艺要求将加工过程首先由编程人员按照零件的几何形状和加工工艺要求将加工过程首先由编程人员按照零件的几何形状和加工工艺要求将加工过程首先由编程人员按照零件的几何形状和加工工艺要求将加工过程编成加工程序。

数控系统读入加工程序后，将其翻译成机器能够理编成加工程序。

数控系统读入加工程序后，将其翻译成机器能够理编成加工程序。

数控系统读入加工程序后，将其翻译成机器能够理编成加工程序。

数控系统读入加工程序后，将其翻译成机器能够理解的控制指令，再由伺服系统将其变换和放大后驱动机床上的主轴解的控制指令，再由伺服系统将其变换和放大后驱动机床上的主轴解的控制指令，再由伺服系统将其变换和放大后驱动机床上的主轴解的控制指令，再由伺服系统将其变换和放大后驱动机床上的主轴电机和进给伺服电机转动，并带动机床的工作台移动，实现加工过电机和进给伺服电机转动，并带动机床的工作台移动，实现加工过电机和进给伺服电机转动，并带动机床的工作台移动，实现加工过电机和进给伺服电机转动，并带动机床的工作台移动，实现加工过程。

数控系统实质上是完成了手工加工中操作者的部分工作。

程。

数控系统实质上是完成了手工加工中操作者的部分工作。

程。

数控系统实质上是完成了手工加工中操作者的部分工作。

程。

数控系统实质上是完成了手工加工中操作者的部分工作。

零件图数控系统机床2022/11/42022/11/41313第一章绪论3.3.数控机床组成数控机床组成数控机床组成数控机床组成2022/11/42022/11/41414第一章绪论

（1）操作面板它是操作人员与数控装置进行信息交流的工具。

组成：

按钮站、状态灯、按键阵列（功能与计算机键盘一样）和显示器；。

它是数控机床特有部件。

BACKSPACECTRLINSCRTABALT0SHIFT畗ZEND瑌WHOME瘆TPgDn瓆OPgUpJRSTE65“432？

198:

7YXVUSRPQNMKLIHFGDCABESC14彩色显示器空运行Z轴锁定MST锁定任选程序段机床锁定快进+JOG-JOG主轴正转主轴停主轴反转急停超程解除循环驱动进给保持冷却液开/关刀松/刀紧主轴修调16010进给修调16050403020100电源关开1自动方式选择回零手摇点动步进单段驱动器NC机床电源XYZA主轴超程报警-+手摇脉冲发生器2010090增量倍率1000101001坐标轴选择ZYX2022/11/42022/11/41515第一章绪论

（2）控制介质与输入输出设备控制介质是记录零件加工程序的媒介。

输入输出设备是CNC系统与外部设备进行交互装置。

交互的信息通常是零件加工程序。

即将编制好的记录在控制介质上的零件加工程序输入CNC系统或将调试好了的零件加工程序通过输出设备存放或记录在相应的控制介质上。

数控机床常用的控制介质和输入输出设备见表1：

2022/11/42022/11/41616第一章绪论表表表表1111控制介质和输入输出设备表控制介质和输入输出设备表控制介质和输入输出设备表控制介质和输入输出设备表2022/11/42022/11/41717第一章绪论（3）通讯现代的数控系统除采用输入输出设备进行信息交换外，一般都具有用通讯方式进行信息交换的能力。

它们是实现CAD/CAM的集成、FMS和CIMS的基本技术。

采用的方式有：

串行通讯（RS-232等串口）、自动控制专用接口和规范（DNC方式，MAP协议等）网络技术（internet，LAN等）。

2022/11/42022/11/41818第一章绪论（4）CNC装置（CNC单元）组成：

组成：

计算机系统、位置控制板、PLC接口板，通讯接口板、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（如运动轨迹处理、机床输入输出处理等），然后输出控制命令到相应的执行部件（伺服单元、驱动装置和PLC等），所有这些工作是由CNC装置内硬件和软件协调配合，合理组织，使整个系统有条不紊地进行工作的。

CNC装置是装置是CNC系统的系统的核心核心!

2022/11/42022/11/41919第一章绪论（5）伺服单元、驱动装置和测量装置伺服单元和驱动装置主轴伺服驱动装置和主轴电机进给伺服驱动装置和进给电机测量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。

作用保证灵敏、准确地跟踪CNC装置指令：

进给运动指令：

实现零件加工的成形运动（速度和位置控制）。

主轴运动指令，实现零件加工的切削运动（速度控制）。

2022/11/42022/11/42020第一章绪论（6）PLC、机床I/O电路和装置PLC（ProgrammableLogicController）：

用于完成与逻辑运算有关顺序动作的I/O控制，它由硬件和软件组成；机床I/O电路和装置：

实现I/O控制的执行部件（由继电器、电磁阀、行程开关、接触器等组成的逻辑电路）；功能：

接受CNC的M、S、T指令，对其进行译码并转换成对应的控制信号，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I/O信号，送给CNC装置，经其处理后，输出指令控制CNC系统的工作状态和机床的动作。

2022/11/42022/11/42121第一章绪论（7）机床主体：

是实现制造加工的执行部件。

组成：

由主运动部件、进给运动部件（工作台、拖板以及相应的传动机构）、支承件（立柱、横梁、床身等）以及特殊装置（刀具自动交换系统工件自动交换系统）和辅助装置（如排屑装置等）。

2022/11/42022/11/42222第一章绪论四四.数控机床的应用范围数控机床的应用范围结构比较复杂的零件需要频繁改型的零件价格昂贵、不允许报废的零件精确度要求高的零件多品种小批量生产的零件10100200综合费用专用机床通用机床数控机床零件批量零件批量数零件复杂程度专用机床通用机床数控机床2022/11/42022/11/42323第一章绪论习题与思考题习题与思考题1名词解释：

数控技术、数控机床2.NC机床由哪儿部分组成，试用框图表示各部分之间的关系，并简述各部分的基本功能。

3.数控机床的适用范围。

2022/11/42022/11/42424第一章绪论第二节第二节数控机床的特点与分类数控机床的特点与分类一一.数控机床的特点数控机床的特点零件加工精度高、加工质量稳定加工生产率高减轻劳动者的劳动强度监控功能强，具有故障诊断能力有利于生产管理的现代化对加工对象改型的适应性强完成复杂零件加工2022/11/42022/11/42525第一章绪论数控机床的种类很多，从不同角度对其进行考查，就有不同的分类方法，通常有以下几种不同的分类方法：

二二.数控机床的分类数控机床的分类2022/11/42022/11/42626第一章绪论

（1）点位控制数控系统）点位控制数控系统仅能实现刀具相对于工件从一点到另一点的精确定位运动；对轨迹不作控制要求；运动过程中不进行任何加工。

适用范围：

数控钻床、数控镗床、数控冲床和数控测量机。

1.按运动控制轨迹分类2022/11/42022/11/427