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1、第一章 概论本章重点： 数控机床概念及其发展 数控机床加工原理及其组成 数控机床分类 1-1 数控机床基本概念一 数控机床的产生1 数控机床产生的客观要求2 数控机床产生的技术必然性3 数控机床的诞生二数控机床概念、加工原理、基本组成1 概念 NC （Numerical control）概念 CNC （Computer Numerical Control ） 数控机床2 数控机床加工原理3 数控机床组成a 程序载体b 输入装置c 数控装置d 强电控制装置e 伺服控制装置f 机床本体三 数控机床涉及的基本技术1 精密机械技术2 计算机及信息处理技术3 自动控制理论和伺服驱动技术4 精密监测和传感
2、技术5 网络和通讯技术1-2 数控机床的分类一 按工艺用途分类1 金属切削类数控机床2 特种加工类数控机床3 板材加工类数控机床 数控车床立式数控铣床数控磨床龙龙龙龙门门门门式式式式加加加加工工工工中中中中心心心心立立立立式式式式加加加加工工工工中中中中心心心心加工中心的结构及类型加工中心的结构及类型数控镗床数控冲床数控线切割机二 按运动方式分类1 点位控制数控机床2 点位直线控制数控机床3 轮廓控制数控机床三 按驱动装置控制方式分类1 开环控制数控机床2 半闭环控制数控机床3 闭环控制数控机床开环控制数控系统没有位置反馈装置控制方式，信号流是单向的（数控装置 进给系统）。这类系统具有结构简单
3、、工作稳定、调试方便、维修简单、价格低廉等优点，在精度和速度要求不高、驱动力矩不大的场合得到广泛应用。电机电机机械执行部件机械执行部件A相、相、B相相C相、相、f、nCNC插补指令插补指令脉冲频率脉冲频率f脉冲个数脉冲个数n换算换算脉冲环形脉冲环形分配变换分配变换功率功率放大放大 半闭环控制数控系统半闭环数控系统的位置反馈采样点是从驱动装置(伺服电机) 引出，通过旋转角度进行位置的间接检测，不是直接检测运动部件的实际位置。位置控制调节器位置控制调节器速度控制速度控制调节与驱动调节与驱动检测与反馈单元检测与反馈单元位置控制单元位置控制单元速度控制单元速度控制单元+-电机电机机械执行部件机械执行部
4、件CNC插补插补指令指令实际位实际位置反馈置反馈实际速实际速度反馈度反馈 全闭环控制数控系统闭环控制数控系统的位置反馈采样点是直接对运动部件的实际位置。从理论上讲，可以消除整个驱动和传动环节的误差、间隙和失动量。具有很高的位置控制精度位置控制调节器位置控制调节器速度控制速度控制调节与驱动调节与驱动检测与反馈单元检测与反馈单元位置控制单元位置控制单元速度控制单元速度控制单元+-电机电机机械执行部件机械执行部件CNC插补插补指令指令实际位实际位置反馈置反馈实际速实际速度反馈度反馈四 数控机床的精度与应用范围1 数控机床的精度脉冲当量 0.010.0005 mm/脉冲加工精度约为脉冲当量 10倍定位
5、精度是加工精度1/2-1/3重复定位精度是定位精度1/22 应用范围: 数控机床的应用越来越广泛 ，不仅应用于多品种小批量生产，而且应用于高精度、结构复杂、较大批量零件的加工 。1-3 数控机床的特点及发展一 数控机床的加工特点 1 加工精度高2 适应性强3 自动化程度高、劳动强度低4 质量稳定、效率高5 具有良好的经济效益6 有利于现代管理二 数控机床的发展1 概述 数控系统经历了从硬件数控到软件数控两个阶段和从电子管到基于个人计算机平台的六代发展。 A . 从速度来看：目前，在超高速加工中，车削和铣削的切削速度已达到50008000m/min以上；主轴转数在30000转/分(有的高达10万
6、r/min)以上；工作台的移动速度(进给速度)：在分辨率为1微米时，达100m/min(有的到200m/min)以上，在分辨率为0.1微米时，达24m/min以上；自动换刀速度在1秒以内；B. 从精度来看：普通级数控机床的加工精度已到5m；精密级加工中心的加工精度则到11.5m，甚至更高；超精密加工精度进入纳米级(0.001微米)，主轴回转精度要求达到0.010.05微米，加工表面粗糙Ra=0.003微米等。C. 从可靠性来看：国外数控装置的MTBF值已达10000小时以上，驱动装置达30000小时以上 .2 从数控机床各组成部分发展看1 ）机床结构的发展2）数控系统的发展3）伺服系统的发展4）制造自动化技术 CNC-FMC-DNC-FMS 3 数控机床的发展趋势A 高速、高效高速、高效B 多功能多功能C 智能化智能化D 高精度高精度E 高可靠性高可靠性F 柔性化柔性化
