数控加工技术绪论(新).ppt

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数控技术v华中科技大学何雪明吴晓光常兴主编v课件制作v武汉科技大学湖北工业大学1前言v学好数控技术是非常重要的,对于国家、对于个人的发展都是必须掌握的一门科学技术。

v学好数控技术的方法：

v1.认真听讲v2.勤于思考v3.勇于实践v4.有一定兴趣2第一章绪论1.1数控技术的产生及特点数控技术的产生及特点v1.1.1数控技术的产生v上世纪40年代以来，生产力迅速发展，人们要加工的零件越来越多，零件形状也越来越复杂，原来用自动专用机床和仿形机床去满足要求生产的要求现在就显得力不从心。

（大家都经过金工实习，应该明白完成一个零件需要多少步骤，也有自动化的需求。

仿形机床不够通用，故：

）因此：

v灵活、通用、高精度、高效率的“柔性”自动化生产技术-数控技术应运而生3v1948年美国Persons公司受军方委托研制直升机叶片轮廓检验样板的机床。

他们与MIT合作，提出用计算机控制机床加工复杂曲线的新理念，并于1952年研制出第一台立式数控铣床。

1955年实现该机床的产业化，成为数控机床技术的“爷爷机床”v由于该机床采用的是先进的数字控制技术，具有普通机床和专用机床无法比拟的灵活、通用、高精度、高效率的优点，故这种数控技术具有强大的生命力。

从此，数控技术数控技术在世界各地得到了迅速的发展。

现在发达国家数控机床在数量上占绝大多数。

41.1.2数控加工的特点v1.可以加工具有复杂形面的工件（如潜艇的螺旋浆）v2.加工精度高，质量稳定加工精度高，质量稳定v3.生产效率高生产效率高v4.改善劳动条件改善劳动条件v5.有利于生产过程的现代化：

生产管理的现代化有利于生产过程的现代化：

生产管理的现代化vCAD/CAM的基础的基础v数控加工的对象数控加工的对象v1.几何形状复杂的工件几何形状复杂的工件2.新产品的工件新产品的工件v3.精度及表面粗糙度要求高的工件精度及表面粗糙度要求高的工件4.需要多道工序的工件需要多道工序的工件v5.原材料特别贵重的工件（如人体亲和材料钛合金）原材料特别贵重的工件（如人体亲和材料钛合金）51.2数控系统的组成及分类v1.2.1数控技术的基本概念v数控技术，简称数控（NumericalControl）是利用数数字化信息字化信息对机械运动及加工过程进行控制控制的一种方法。

由于这种控制需要高速的计算机系统，故现在又称为计算机数控技术（computernumericalcontrol，CNC）vCNC有三种含义：

1.代表一种控制技术控制技术v2.代表一种控制系统的实体实体v3.代表一种控制装置61.2.2数控系统的构成v数控系统的构成如下图所示：

信息载体信息载体信息载体信息载体键盘键盘如步进电机等工作台如编码器和如编码器和光栅光栅71.2.3数控基本原理v在进行数控加工之前，要预先编制加工程序清单：

v1.确定工件的加工工序工序及加工所用刀具刀具和切削速度v2.确定工件的轮廓衔接点轮廓衔接点v3.确定起刀起刀和收刀收刀的位置以及坐标原点坐标原点的位置v按规定的语句格式写出数控指令集，将指令集输入到数控装置里进行处理（译码，运算等），通过驱动电路把信号放大，驱动伺服电机输出角位移及角速度，又通过执行部件转换成工作台的直线位移以实现进给v另外，数控装置还要通过PLC控制强电部件以进行一些辅助性工作，如：

照明、冷却、排屑等81.2.4数控系统的分类v1.2.4.1按控制系统的特点分类按控制系统的特点分类v1.点位控制系统。

如数控钻床、冲床等点位控制系统。

如数控钻床、冲床等v2.直线控制系统。

如平面铣床、数控磨床直线控制系统。

如平面铣床、数控磨床数控车床数控车床v3.轮廓控制系统。

轮廓控制系统。

3维加工机床（中心）维加工机床（中心）1239v1.2.4.2按伺服系统的类型v1.开环控制系统v2.半闭环控制系统v3.闭环控制系统21310v1.2.4.3按功能水平分类（价格10万元以下）v低档：

分辨率：

10m（0.01）v进给速度：

8-15m/minv进给类型：

开环，步进电机v联动轴数：

2-3v主CPU：

8位（通信、显示、PLC）v中档：

分辨率1m（10万100万）v半闭环系统控制v高档：

分辨率0.1m（100万以上）v闭环系统控制v5轴以上联动111.3数控技术的发展历史1.3.1机床数控系统的发展介绍1952年Persons与麻省理工学院试制第1台数控机床其电路是电子管，继电器组成（求轮廓连接点困难）1955年美国空军和麻省理工学院合作，研制成功APT语言1954年第1台工业用数控机床由Bendix公司研制成功（加工中心）1967柔性加工系统FMS（英国）（刀具较多，联动坐标轴较多）以上机床使用的是“大型计算机大型计算机”1970小型计算机数控加工中心CNC,多机床控制系统DNC1973微处理器数控机床CIMS1980数控装置可以人机对话、动态图形显示的智能型数控机床1981FMC的柔性制造单元进入现代的CNC时代12v其中，80年代提出的计算机集成制造CIMS的概念值得一提：

企业生产的各个环节从市场分析、产品设计、加工制造、经营管理到售后服务是一个不可分割的整体。

整个生产过程实质上是一个数据的采集、传递和加工处理过程，最终形成的产品可以看成是数据的物质物质表现。

数控机床是这个过程的节点数控机床是这个过程的节点13我国发展数控的过程v1958年开始研究数控技术（电子管）v1965年开始研究晶体管数控系统v70年代研制成功数控非园齿轮插齿机及立式数控铣床v80年代以来，引进技术与自行研制相结合，我国的数控技术得到明显的进步（FANUC系统比较流行）。

现在我国多家机床厂均能生产5坐标联动的数控机床（沈阳机床厂是一典范沈阳机床厂是一典范）。

v我国数控技术与先进国家的差距正在缩小我国数控技术与先进国家的差距正在缩小。

141.3.2数控系统的发展趋势1.3.2.1数控系统本身1.模块化、小型化2.大容量存储器、大容量PLC。

使机床能长时间工作。

3.配有多种接口（与FMS,CIMS）形成通信网络4.可靠性高（自诊断、自排除）5.经济、使用方便151.3.2.1机床结构的发展v1.提高机床的刚度：

基于一个道理，即任何物体在受力时均会变形，这种变形会导致加工的误差。

v2.提高主轴的转速：

转速较高时加工光洁度也较高v3.提高机床的精度：

机床主轴主轴的跳动将导致加工的误差。

v4.扩充机床的加工范围：

组合机床（一次成型）161.3.2.2编制程序系统v1.简化编程：

G代码编程讲究格式，定义。

且可读性很差。

改进有：

固定循环、子程序v2.集成化编程：

与CIMS或CAD系统集成v3.智能化编程：

图形自动编程（所见即所得）例如，MASERCAM,PRO/E,SOLIDEAGE,CAXA,v开目CAD等等。

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