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1、第一章 概述,数控加工工艺及编程,第一代: 1952年 ,美国麻省理工学院研制,电子管控制 的第一台三坐标联动的铣床；,第二代:1959年,出现了晶体管控制的“加工中心”；,1.1 数控加工技术概况,第四代:1967年以计算机作为控制单元的数控制系统.,第五代:1970年,美国英特尔开发使用了微处理器,进入 计算机数控即是CNC。,第三代:1965年,出现了小规模集成电路，使数控系统的可靠性得到了进一步的提高；以上三代数控系统都是采用专用控制硬件逻辑数控系统,称为普通数控系统,即NC系统.,1.2 数控加工的特点,与普通机床加工相比，数控机床的特点： 1.自动化程度高； 2.具有加工复杂形状零
2、件的能力； 3.生产准备周期短； 4.加工精度高、质量稳定； 5.生产效率高； 6. 易于建立计算机通信网络；,零件图,机床加工,零件产品,通用机床的加工,零件图,程序设计,数控装置,(穿孔纸带等),(伺服系统),机床加工,零件产品,介质输入,手动输入,微机编程输入,1.3数控机床的加工原理,传统加工,数控加工,零件图,程序设计,数控装置,(穿孔纸带等),(伺服系统),机床加工,零件产品,介质输入,手动输入,微机直接输入,插补原理与计算机数控系统,1.插补的概念:采用小段直线或圆弧拟合理想轮廓线。,2.插补方法,逐点插补法：代数运算法、醉步法,数字积分法,时间分割法,逐点插补法的四个步骤,1.
3、偏差判别；2.坐标进给；,3.偏差计算；4.终点判别。,(1)直线插补原理(偏差Fn0在线上),(2)圆弧插补原理(Fn0在圆上),(3)逐点比较法的象限处理,直线插补： 四个象限有四 组计算公式；,顺时针圆弧插补： 四个象限有四 组计算公式；,逆时针圆弧插补： 四个象限有四 组计算公式；,插补原理轨迹控制原理。,1.4数控加工的主要应用对象,（1）形状复杂、加工精度高或用数学方法定义的复 杂曲线、曲面。,（2）公差带小、互换性高、要求精确复制的零件。,（3）用通用机床加工调整、制造复杂的零件。,（4）高价值的零件。,（5）小批量生产的零件。,（6）需要钻、镗、绞、攻螺纹、铣联合加工的零件。,
4、1.5数控编程技术,1.5.1 程序编制的内容：,（1）分析工件零件图，确定工艺过程（确定加工 方案、选择合适的机床、刀具、夹具；确定走刀路 线及切削用量）。,（2）数学处理。,（3）编写程序单。,（4）制作程序介质、输入程序。,（5）程序校验和试切。,下,下,下,1.5.2 程序编制的方法：手工编程、自动编程,1.手工编程：适合于工件形状不复杂、计算简单、 程序段不长的点位加工及平面轮廓加工场合。,手工编程是自动编程的基础。,手工编程过程：,零件图样,确定工艺过程,数学处理,编写加工程序单,制备控制介质,程序效验和首件试切,数控机床,修改,2.自动编程:借助编程软件用计算机辅助生成加工程序。
5、 (适用于工件形状复杂、编程工作量大、不具备刀具 半径自动补偿功能的机床或联动轴数超过两轴以上的加 工编程场合),1.5.3 数控编程技术的发展概况,1.5.4 技术现状与趋势,1.6数控技术的发展趋势,1.6.2 数控机床的发展趋势,1.6.1 数控系统的发展趋势,本章重点与难点：,完,1.2 数控机床的组成,控制介质：人际联系(人机对话)的中间媒介物穿 孔纸带、穿孔卡片、磁带、磁盘等。,控制装置：接受加工信息经系统软件或逻辑电路进行 译码、运算和逻辑处理后，发出相应的脉冲给伺服系统。,伺服系统：将来自数控装置的脉冲信号转换为机床移 部件的运动(按数控程序预定要求的动作)。,反馈装置：检测数
6、控机床坐标轴的实际移动速度和位 移，并将信息反馈到数控装置或伺服驱动中构成闭环控 制系统。,机床本体：,1.3 数控机床的控制对象,1.主运动控制：机床主轴的正、反转的自动换挡及无 极调速。,2.进给运动控制:数控机床的主要控制功能。,3.输入/输出 ( I/ o) 控制:对机床的各种状态进行控制 (主轴的运动状态、冷却和润滑装置运动状态、刀具自 动交换、工件的夹紧与松开、工作台的转位等)。,1.6 数控机床的分类,金属切削类数控机床：数控车(铣.刨.磨.钻.镗等),金属成形类数控机床：数控折弯(弯管.成形等),数控特种加工机床：数控线切割(电火花等),按用途分,其他类数控机床：数控三坐标测量
7、机.雕刻机等,点位控制数控机床：数控镗(钻.冲.点焊) 图13,直线控制数控机床：简易数控车(镗等) 图14,轮廓控制数控机床：数控车(铣.磨等) 图15,按运动 方式分,按控制 原理分,开环控制数控机床：无反馈装置(图19),闭环控制数控机床：检测实际位移(图110),半闭环控制数控机床：检测伺服转角(图111),按数控系统类型分：经济型系统、普及型系统、高档系统、 PC开放系统。,下,下,下,点位控制数控机床,三轴联动数控铣机床,轮廓控制数控机床,五轴联动数控铣机床,下,直线控制数控机床,（1）开环数 控机床,（3）半闭环 控制数 控机床,（2）闭环控制 数控机床,下,小型计算机（1970年）、微处理器或微型计算机（1974年）和基于PC-NC的智能数控系统（90年代后）。这种数控系统又称为软线数控，即计算机数控系统，简称CNC（Computer Numerical Control）,PC 可编程序控制器。,电子管（1952年）、晶体管和印刷电路板（1960年）、小规模集成电路（1965年）、前三代数控系统是属于采用专用控制计算机的硬逻辑（硬线）数控系统，简称NC（Numerical Control），目前已被淘汰。,2数控设备的发展,
