数控机床入门 作业PPT

• 5、检测反馈装置：由检测元件和相应的电 路组成，主要是检测速度和位移，并将信 息反馈于数控装置， 实现闭环控制以保证 数控机床加工精度。 常用的测量元件有脉 冲编码器·旋转变压器、感应同步器、光栅、 磁尺及激光位移检测系统等。
• 6、机床主机：数控机床的主体，包括床身、 立柱、主轴、进给传动机构等机械部件和 其他辅助部服驱动技术
传感器技术
软件技术
信息技术
各国数控机床的发展史
制造和使用上， 美国 德国 日本三国是当今世界上在数控机床科研 设计 制造和使用上，技 经验最多的国家。因其条件社会不同，各有特点。 术最先进 经验最多的国家。因其条件社会不同，各有特点。 美国的数控发展史：美国特别讲究“效率”和“创新”，注重基础研究。因而在 美国的数控发展史：美国特别讲究“效率” 创新” 注重基础研究。 机床技术上不断创新， 年研制出世界上第一台数控铣床。 机床技术上不断创新，如1952年研制出世界上第一台数控铣床。1958年研制出 年研制出世界上第一台数控铣床 年研制出 加工中心， 世纪 年代初研制成柔性制造系统， 世纪70年代初研制成柔性制造系统 年首创开放式数控系统。 加工中心，20世纪 年代初研制成柔性制造系统，1987年首创开放式数控系统。 年首创开放式数控系统 德国的数控发展史：德国特别注重科学试验，理论与实际相结合， 德国的数控发展史：德国特别注重科学试验，理论与实际相结合，基础研究与 应用技术科研并重。企业与大学科研部门紧密合作， 应用技术科研并重。企业与大学科研部门紧密合作，对数控机床的共性和特性问 题进行深入的研究，在质量上精益求精。 题进行深入的研究，在质量上精益求精。 日本的数控发展史：日本政府对机床工业的发展异常重视， 日本的数控发展史：日本政府对机床工业的发展异常重视，通过规划 法规 引导 发展。学习德国和美国，结果在有些方面青出于蓝而胜于蓝。 发展。学习德国和美国，结果在有些方面青出于蓝而胜于蓝。 我国的现状：我国数控技术的发展起步于20世纪 年代，特别是近几年， 世纪50年代 我国的现状：我国数控技术的发展起步于 世纪 年代，特别是近几年，我国数 控产业发展迅速，但中高档数控机床仍然缺乏市场竞争力，我们应认清形势， 控产业发展迅速，但中高档数控机床仍然缺乏市场竞争力，我们应认清形势，充分 认识数控机床的不足，努力发展先进技术，以缩短与发达国家之间的差距。 认识数控机床的不足，努力发展先进技术，以缩短与发达国家之间的差距。
• 3、可编程控制器 即 PLC，它对主轴单元 实现控制，将程序中的转速指令进行处理 而控制主轴转速；管理刀库；控制主轴正 反转和停止、准停、切削液开关、卡盘夹 紧松开、机械手取送刀等动作；还对机床 外部开关（行程开关、压力开关、温控开 关等）进行控制。
• 4伺服系统：机床伺服系统是数控装置与机床的连 接环节,它是以机床移动部件(工作台)的位置和速 度作为控制量的自动控制系统，它接受数控装置 (或计算机)插补生成的进给脉冲或进给位移量， 驱动机床执行机构的运动部件。 • 它包括主轴驱动单元(主要是速度控制)、进给驱 动单元(主要是速度控制和位置控制)、主轴电机、 进给电机等。 • 一般来说，数控机床的伺服系统要求有良好的快 速响应性能，进结速度范围要大，灵敏而准确地 跟踪指令功能和转速，在较大范围内有良好的工 作稳定性。
数控机床主轴系统
数控机床主轴系统要求： 1 具有更大的调速范围并实现无极调速。 2 具有较高的精度与刚度，传动平稳，噪声 低。 3 良好的抗振性和热稳定性。
主轴的传动方式
• 1变速齿轮的传动方式 • 2带传动的传动方式 2 • 3由调速电动机直接驱动的主轴传动
数控机床的认识
P10数控三班五组 数控三班五组
数控机床产生的背景
随着社会生产和科学技术的迅猛发展，对机械产品的精度和6机床的加工 随着社会生产和科学技术的迅猛发展，对机械产品的精度和 机床的加工 效率提出来越来越多的要求， 效率提出来越来越多的要求，传统的普通机床已难以适应高精度 高效率 多样化 形状复杂的加工要求。为解决上述这些问题，一种新型机床--数控 形状复杂的加工要求。为解决上述这些问题，一种新型机床 数控 机床应运而生。 机床应运而生。这种机床具有加工精度高 适应能力强 加工质量稳定和生产 效率高等优点， 效率高等优点，它综合运用了计算机技术 自动控制技术 伺服驱动技术 液压 精密测量技术和新型机械结构等多方面技术的成果。 气动技术 精密测量技术和新型机械结构等多方面技术的成果。
任务二
一、数控机床的概念
数控（Numerical Control） 数控（ ） 数字控制是一种自动控制技术，是用数字化信号对控 制对象的工作过程进行自动控制的一种方法。 数控机床（ 数控机床（NC Machine） ） 数控机床就是采用了数控技术的机床，或装备了数控 系统的机床。 数控系统 数控系统是一种程序控制系统，它能自动完成信息的 输入、译码、逻辑运算，从而控制机床的运动和加工过程。
插补
• • • • • 指CNC系统对指令曲线数值点的密化过程。 插补分类： 1直线插补 2圆弧插补 3刀具半径补偿
位置检测工具
• 光栅尺：是利用光栅的光学原理工作的测 量反馈装置。
• 编码器：是将信号或数据进行编制、转换 为可用以通讯、传输和存储的信号形式的 设备。
其他研究热点
• • • • 1 功能复合化。 2 控制智能化。 3 智能4M数控系统。 4 体系开放化。
数控机床的组成
• 1、输入、输出装置 用于传递不同加工信 息，存储数控加工所需要的全部动作和刀 具相对于工件位置的信息。记载着零件的 加工程序。在数控机床产生的初期，输入 装置为穿孔纸带，现已趋于淘汰；目前， 使用键盘、磁盘等，大大方便了信息输入 工作。
• 2、数控装置 数控装置是数控机床的核心 与主导，完成所有加工数据处理、计算工 作，最终实现数控机床各功能的指挥工作。 它包含微计算机的电路，各种接口电路、 CRT显示器等硬件及相应的软件。
1947年，美国帕森斯公司在研制加工直升飞机叶片轮廓检验用样板的机床 年 首先提出了计算机控制机床来加工样板曲线的设想。 时，首先提出了计算机控制机床来加工样板曲线的设想。 1952年成功研制出世界上第一台数控机床 年成功研制出世界上第一台数控机床——三坐标数控镗铣床 年成功研制出世界上第一台数控机床 三坐标数控镗铣床 1958年，美国出现带刀架和自动换刀装置的加工中心（简称 年 美国出现带刀架和自动换刀装置的加工中心（简称ATC）。 ）。 1967年，英国首先把几台数控机床连接成具有柔性的加工系统，这就是最初 年 英国首先把几台数控机床连接成具有柔性的加工系统， 的柔性制造系统（ 的柔性制造系统（FMS)。 。 1970年，在美国芝加哥国际机床展览会上，首次展示了用小型电子计算机 年 在美国芝加哥国际机床展览会上， 数控机床，这是世界上第一台电子计算机控制的数控机床，（简称CNC） ，（简称 控制的 数控机床，这是世界上第一台电子计算机控制的数控机床，（简称 ） 1974年微处理器用于数控装置，促进了数控机床的普及应用和数控技术的发展。 年微处理器用于数控装置， 年微处理器用于数控装置 促进了数控机床的普及应用和数控技术的发展。 20世纪 年代后期，出现了以加工中心为主体，再配上工件自动检测与装卸装 世纪80年代后期 世纪 年代后期，出现了以加工中心为主体， 置的柔性制造单元（ ）。FMC和FMS技术是实现计算机集成制导系统（CIMS) 技术是实现计算机集成制导系统（ 置的柔性制造单元（FMC）。 ）。 和 技术是实现计算机集成制导系统 的重要基础。 的重要基础。 NC系统发展经历的五代：电子管时代——晶体管时代 系统发展经历的五代：电子管时代 晶体管时代——小规模机床电路时代 小规模机床电路时代—— 系统发展经历的五代 晶体管时代 小规模机床电路时代 小型计算机时代——微处理器时代。 微处理器时代。 小型计算机时代 微处理器时代
数控机床发展的趋势
1进给速度高速化
5加工高精化
运行高速化 加工高精化
2主轴转速高速化
4工作台交换速度高速化
3换刀速度高速化
补充内容
• 脉冲当量：一个脉冲所产生的坐标轴移动 量 • 脉冲当量是脉冲分配的基本单位，按机床 设计的加工精度选定，普通精度的机床一 般取脉冲当量为：0.01mm，较精密的机床 取0.001mm 或0.005mm 。 • 脉冲当量影响数控机床的加工精度，它的 值取得越小，加工精度越高。
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数控程序（ 数控程序（NC Program） ） • 输入数控系统中的、使数控机床执行一个确 定的加工任务的、具有特定代码和其它符号编码 的一系列指令。 数控编程 • 生成用数控机床进行零件加工的数控程序的 过程。 数控加工 • 根据零件图样及工艺要求等原始条件编制零 件数控加工程序，输入数控系统，控制数控机床 中刀具与工件的相对运动，从而完成零件的加工。