数控技术概论

数控技术概论-机类课件
一．数控技术概述
数控技术是一种将计算机技术与机械技术相结合的一种技术。

它将计
算机技术与现代机械装备精密控制结合在一起，是利用计算机系统进行机
械设备的控制，从而实现自动生产的一种技术。

目前，数控技术已经深受
机械加工行业的重视，是国际先进的机械加工制造技术之一
数控技术是一门复杂的科学技术，它既有机械工程的内容，又有电气
自动化、计算机科学和控制理论的内容。

它是把机械工程、电气工程、自
动化技术、计算机技术和数学模型相结合的一门新技术，它结合了计算机，机械及其传动等部分，整合运用手段来完成机械和电气的联合控制，在加
工过程中，能够实现良好的精度和定位精度，满足生产的要求。

数控技术可以实现机械设备的自动加工，以及机械设备控制的自动化，它的特点是可以让机床实现高精度、高速度、低功耗、低成本的加工，这
使得数控技术在机械加工行业有很大的改善。

数控技术是机械加工的一个
重要分支，它能为机械制造行业提供更好的技术支持，使其更加高效、精确、快捷和经济。

二．数控技术的主要应用
数控技术的应用范围非常广泛。

坐标轴选择
增量倍率
10 20 -
0
90 +
任选程序段 +JOG
快进
-JOG
主轴正转 主轴停 主轴反转 手摇脉冲发生器
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第一节 数控技术简介

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

第 一 章
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）。
数 控 技 术 概 述 上午7时34分

数控技术
24
第一节 数控技术简介
数控装置主要功能： 4、CNC装置(CNC单元) 正确识别和解释数控加工程序， 组成：计算机系统、位置控制板、PLC接口板，通 对解释结果进行各种数据计算和逻辑判断处理， 讯接口板、特殊功能模块以及相应的控制软件。 完成各种输入、输出任务。
第 一 章 数 控 技 术 概 述 上午7时34分
第一节 数控技术简介
数控技术
11
第一章
数控技术概述
第 一 章 数 控 技 术 概 述 上午7时34分
数控技术 是什么？
数控技术
12
第一章
第 一 章
数控技术概述
车床？ 加工中心？ γ刀？ 机器人？
数 控 技 术 概 述 上午7时34分
光刻机？ 印刷机？ 键合机？ 绣花机？ 包装机？ 铣床？
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第一节 数控技术简介

第1章机床数控技术概论
1.1数控技术发展概述
数控技术，是利用数据处理用计算机指挥机器工具来进行机械加工的
技术。

它可以将加工工艺、制造要求及加工条件记录在计算机内，提高了
加工的质量、精度和速度。

数控技术是现代制造业的主要技术，广泛应用
于机械、航空航天、汽车、工矿企业等行业，在大规模实现个性化制造，
改变传统制造方式及技术，提高了生产力和产品质量，改善了生产条件，
提高了劳动生产率，实现了精密加工的可能。

从上世纪50年代起，数控技术就开始了研究和发展，形成了工业上
应用最为广泛的数控设备，数控机床。

数控机床目前已经成为机械加工行
业的主要设备，它结合了计算机、机械、检测和测量等技术，具有高精度、高速度、自动化程度高等特点，在机械加工中得到了广泛的应用。

数控技术的发展已经取得较好的成绩，极大地改变和提高了传统机械
加工的工作效率。

无论是加工小件、复杂曲面还是加工特殊材料，数控机
床都可以实现，为实现高精度、高效率的加工提供了有力的保证。

1.2数控机床的通用结构
数控机床一般由主轴系统、工作台系统、进给系统和控制系统组成。

主轴系统由电机、传动装置和主轴组成。

2.闭环数控机床
1.3 数控机床的分类
第1章 数控技术概论
3.半闭环数控机床
1.3 数控机床的分类
第1章 数控技术概论
1.3 数控机床的分类
1.3.4 按功能水平分类
按数控系统功能水平的不同 , 数控机床可分为低 、 中 、 高三档 , 这种 分类方式在我国被广泛使用 。 低 、 中 、 高档的界线是相对的 , 不同时期的 划分标准有所不同 。 就目前的发展水平来看 , 可以根据表 1-2 所列举的功能 指标进行数控系统档次的区分 。 其中 , 中 、 高档一般称为全功能型数控或 标准型数控 。 在我国还有经济型数控的提法 , 经济型数控属于低档数控 ,是 由单片机和步进电动机组成的简易数控系统 , 或者是其他功能简单 、 价格较 低廉的数控系统 。 经济型数控系统主要用于车床 、 线切割机床以及由用户 自行改造的旧机床等 。
数控机床是指装备了计算机数控系统的机床 , 简称 CNC 机床 。
第1章 数控技术概论
1.2 数控机床的组成
3.数控技术(Numerical Control Technology)
数控技术是指用数字化信息对某一对象进行控制的技术 , 被控制对象可以是位移 、 转角 、 速度等机械量 , 也可以是温度 、 压力 、 流量 、 颜色等物理量 , 这些量的量值不仅可以测量 ,而 且可以经 A/D 或 D/A 转换 , 用数字信号来表达或控制 。 数控技术是近代发展起来的一种自动控 制技术 , 是机械加工现代化的重要基础与关键技术 。
早期的计算机运算速度低 , 不能适应数控机床实时控制的要求 , 人们只好 用与门 、 或门 、非门等数字逻辑电路 “ 搭 ” 成一台专用计算机作为数控系 统 , 这就是硬件连接数控 , 简称数控(NC)。 随着电子元器件的发展 , 硬件连接 数控阶段经历了三代 :

二、 数控机床的发展过程
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随着微电子技术和计算机技术的不断发展，数控技术也随之不断更新， 先后出现了计算机直接数控（DNC）、柔性制造系统（FMS）和计算机集成制造系统
（CIMS）等先进制造系统 数控技术的发展速度非常迅速，计算机数控在制造领域的加工优势进一步被突出体现
出来。
三、我国数控机床的发展概况
四、 按进给伺服系统的类型分类
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按有无位置检测装置可分为：
开环数控系统 闭环数控系统
四、 按进给伺服系统的类型分类
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按检测装置的安装位置可分为：
全闭环数控系统 半闭环数控系统
（按检测装置的安装位置）
全闭环和半闭环
三、按加工方式分类
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（1）开环数控系统 没有位置检测装置，信号流是单向的（数控装置→进给系统），故系统的稳定性好。
三、按加工方式分类
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按加工方式的不同，常将数控机床分为两种：一般数控机床和加工中心机床。 （1）一般数控机床 最常见的有数控车床、数控钻床、数控铣床、数控镗床、数控磨床、数控齿轮加工机床等。 这类数控机床的特点与传统机床相似，但具有很高的精度，较高的生产率和较高的自动化程 度，适合于加工单件、小批量、高精度和复杂形状的工件。 由于一般的数控机床不带刀库，只能实现一道工序中的自动化。当改变工序时，需要人工完 成刀具的更换和调整等工作，阻碍了生产率的进一步提高。
二、按控制方式分类（按控制系统的功能）
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（3）轮廓控制数控机床 轮廓控制数控机床的特点是能够同时对两个及 以上的坐标轴进行加工控制。 加工时不仅能控制起点和终点的坐标，而且能 控制整个加工过程中每一刀位点的坐标和速度，即控 制刀具运动轨迹，将工件加工成所需的特定轮廓形状。

数控技术概论数控技术概论1.2数控机床原理1.2数控机床结构1.3数控技术1.31数控机床的发展趋势1.4 FANUC数控系统数控加工中心机床基础知识1.41坐标系/对刀点/换刀点1.42常用基本指令1.43编程方式1.44对刀1.1数控机床原理数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。

该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作数控折弯机并加工零件。

1.11数控机床的特点控机床的操作和监控全部在这个数控单元中完成，它是数控机床的大脑。

与普通机床相比，数控机床有如下特点：●加工精度高，具有稳定的加工质量；●可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件；●加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间；●机床本身的精度高、刚性大，可选择有利的加工用量，生产率高（一般为普通机床的3~5倍）；●机床自动化程度高，可以减轻劳动强度；●对操作人员的素质要求较高，对维修人员的技术要求更高。

1.12数控机床的组成主机：他是数控机床的主体，包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。

他是用于完成各种切削加工的机械部件。

数控装置：是数控机床的核心，包括硬件（印刷电路板、CRT显示器、键盒、纸带阅读机等）以及相应的软件，用于输入数字化的零件程序，并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能。

驱动装置：他是数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等。

他在数控装置的控制下通过电气或电液伺服系统实现主轴和进给驱动。

当几个进给联动时，可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工。

辅助装置：指数控机床的一些必要的配套部件，用以保证数控机床的运行，如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。

它包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头，还包括刀具及监控检测装置等。

《数控技术》复习题作业题目必须独立完成！第一章数控技术概论一、填空题1. 将程序载体上的数控代码变成相应电脉冲信号的装置称为_CNC装置_。

2. 开环数控系统的驱动电动机常采用____步进电机____。

3. 数控机床按工艺用途的不同，可分为_金属切削类_、_金属成型类_、__特种加工类_和__其他类型__。

4. 数控机床按有无位置检测装置，可分为_开环_和_闭环_数控机床。

位置检测元件安装在最终移动部件上的数控机床是_闭环_控制。

位置检测元件安装在电动机轴上的数控机床是_半闭环_控制。

5. CNC是计算机数控的简称，FMS是柔性制造系统的简称。

MDI是手动输入方式的简称。

CIMS是计算机集成制造系统简称。

6. 闭环(或半闭环)系统与开环系统的最主要的区别是前者带有_位置_检测装置。

闭环和半闭环系统的主要区别是位置检测元件_安装部位_不同。

7. 数控机床由_输入/输出设备_、_计算机数控装置_、_伺服系统_和_机床本体_等部分组成。

8. 每个脉冲信号使机床移动部件的位移量叫_脉冲当量_。

9. 数控机床常用的伺服电动机有_步进电机_、_直流伺服电机_和_交流伺服电机_。

10.数控机床按控制方式分类可分为_点位控制数控机床_、_直线控制数控机床_和_轮廓控制数控机床_。

二、判断题1. 数控机床的联动轴数与控制轴数是不同的概念，联动轴数一般多于控制轴数。

(×)2. 数控机床特别适用于精度要求高、形状复杂零件的大批量生产。

(×)3. 数控技术一般只能应用于机床的轨迹控制，不能应用于其他机械设备的运动轨迹控制和逻辑控制。

(×)4. 开环数控机床数控装置发出的指令流是单向的，所以系统稳定性不好、精度不高。

(×)三、单选题1. 零件程序是数控机床自动加工零件的___C___。

A.输入介质B.存储载体C.加工指令2.在数控机床中，____B____等功能一般是由PLC完成的。

数控行业入门知识点总结一、数控技术基本概念1. 数控技术概述数控技术是一种利用数值信号控制机床（包括车床、铣床、磨床、钻床等）进行加工操作的技术。

它以数字指令作为控制手段，实现各种加工动作的控制，具有高精度、高效率和灵活性。

2. 数控技术的发展历史数控技术是20世纪50年代发展起来的，随着计算机技术和自动控制技术的不断发展，数控技术也得到了迅速的发展。

在数控技术的发展过程中，出现了多种数控系统，如数控直线系统、数控曲线系统、数控联动系统等，分别适用于不同的加工需求。

3. 数控技术的特点数控技术具有高精度、高效率、高稳定性和灵活性的特点。

它可以实现复杂的加工操作，提高加工精度和生产效率，减少人力资源成本，适应了现代化生产的需要。

二、数控技术的应用领域1. 汽车制造业数控技术在汽车制造业中得到了广泛的应用，包括汽车零部件的加工、汽车模具的制造等方面。

数控技术可以实现汽车零部件的高精度加工和复杂形状的加工，提高了汽车制造的质量和效率。

2. 航空航天制造业航空航天制造业对零部件的精度和表面质量要求非常高，数控技术可以满足这一要求，实现对航空航天零部件的高精度加工，提高了零部件的质量和性能。

3. 电子设备制造业电子设备制造业对零部件的加工精度和表面光洁度要求较高，数控技术可以实现对电子设备零部件的高精度加工和表面处理，提高了零部件的质量和性能。

4. 工业机械制造业工业机械制造业对零部件的加工要求多样化且复杂，数控技术可以实现对工业机械零部件的高精度加工和复杂形状的加工，提高了零部件的质量和效率。

5. 其他行业数控技术还被广泛应用于其他行业，如船舶制造业、军工制造业、模具制造业等。

三、数控技术的基本知识点1. 数控系统数控系统是数控技术的核心，它由数控装置、执行机构和辅助设备组成。

数控装置负责对加工过程进行控制，执行机构负责执行数控装置的指令，辅助设备负责辅助加工。

2. 数控编程数控编程是数控加工的基础，它是将零件的几何形状和尺寸信息转换为数控系统可识别的指令代码，以实现数控加工的自动化。

先进制造 系统
目前的先进制造系统主要指柔性制造单元 （FMC）、柔性制造系统(FMS)、集成制造 系统(CIMS)。而其核心是生产加工设备的数 控化、柔性化、精密化。
第一章 数控机床概论
1.4 先进制造系统
数控技术
柔性制造 系统
单机数控加工（使用一台数控机床 进行加工，较简单，但应用最广）
柔性单元加工（人参与最少但可以对 同一族内的不同零件自动化加工）
利于生产 采用数字信号与标准代码为控制信息，易于实
管理现代 现标准化加工，同时采用计算机辅助设计与制
化
造（CAD/CAM）是现代化集成技术的基础。
目前数控技术在向高速化、多功能、智能化、高 速度化、高可靠性发展。
第一章 数控机床概论
1.4 先进制造系统
数控技术
起因
目前的机械制造中，75%的是单件小批量生 产，而传统的生产组织原则不仅自动化程度 低，而且劳动强度大、生产周期长、成本高、 质量不稳定。而先进制造系统的采用，是生 产发展的需要。
数控技术
课程概述
第一章 数控机床的概论 第二章 数控机床种类 第三章 数控机床结构组成 第四章 数控机床编程 第五章 数控加工中心的实
际操作与加工 第六章 关于CAXA
1.1 数控机床的产生 数控机床的产生 数控技术概念
1.2 数控机床的组成 1.3 数控机床的特点 1.4 先进制造系统
课程概述
的编制
课程概述
第一章 数控机床概论 第二章 数控机床种类 第三章 数控机床结构组成 第四章 数控机床编程 第五章 数控加工中心的实
际操作与加工 第六章 关于CAXA
5.1 加工中心的操作 5.2 加工中心的编程
实例 5.3 加工中心的维护

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1.2 数控机床的工作原理及基本组成
刀具位移数据，再按照编程的有关规定编写加工程序，然后 制作信息载体的加工信息输入到数控装置，在数控装置内部 的控制软件支持下，经过处理计算后，发出相应的指令，通 过伺服系统使机床按预定的轨迹运动，完成对零件的切削加 工。
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1.2 数控机床的工作原理及基本组成
伺服系统是数控系统的执行部件，它包括电动机、速度控制 单元、测量反馈单元、位置控制等部分。伺服系统将数控系 统发来的各种运动指令，转换成机床移动部件的运动，由于 伺服系统直接决定刀具和工件的相对位置，所以伺服系统的 性能是决定数控机床加工精度和生产率的主要因素之一。目 前许多数控机床使用了全数字伺服驱动的直线电动机，这种 电动机刚性好，可高速转动。
1.1.2 数控技术发展的几个主要阶段
数控机床发展到今天，完全依赖于数控系统的发展。自 1952年美国研制出第一台数控铣床起，数控系统经历了两 个阶段共六代的发展。下一页 返回来自1.1 数控技术的发展
1. 数控阶段(1952-1970年) 早期计算机的运算速度低，这对当时的科学计算和数据处理
第1章 数控技术概论
1.1 数控技术的发展 1.2 数控机床的工作原理及基本组成 1.3 数控机床的分类 1.4 数控机床的特点和应用范围 1.5 典型数控系统简介
1.1 数控技术的发展
1.1.1 数控机床的产生
数控是数字控制(NC，Numerical Control)的简称，是 用数字化信号对机床的运动及加工过程进行控制的自动控制 技术。采用数字控制的机床或装备了数控系统的机床，称为 数控机床，它把机床的加工程序和运动变量(如坐标方向、位 移量、轴的转向和转速等)，以数字形式预先记录在控制介质 上，通过数控装置自动地控制机床运动，同时具有自动换刀、 自动测量、自动润滑及冷却等功能。