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1、第一章 数控机床概述适用专业:机设第一节第一节 数控机床的产生与发展数控机床的产生与发展第一章 数控机床概述第三节第三节 数控机床的组成和工作原理数控机床的组成和工作原理第四节第四节 数控机床的分类数控机床的分类第二节第二节 数控机床的特点及适用范围数控机床的特点及适用范围第一节 数控机床的产生与发展 2.2.制造业的发展需求制造业的发展需求 产品日趋精密、复杂，改型频繁，提出高性能、高精度和高自动化要求产品日趋精密、复杂，改型频繁，提出高性能、高精度和高自动化要求一一. .产生背景产生背景1 1传统机床的传统机床的不足不足人工操作，劳动强度大人工操作，劳动强度大难以提高生产效率难以提高生产效
2、率人为误差，难以保证质量人为误差，难以保证质量难以加工复杂形状的零件难以加工复杂形状的零件不利于生产管理现代化不利于生产管理现代化1 1国外国外 19301930年，数控专利年，数控专利 19481948年，数控机床生产的萌芽年，数控机床生产的萌芽 1952195219521952年，第一台数控铣床年，第一台数控铣床年，第一台数控铣床年，第一台数控铣床 1958195819581958年，第一台加工中心年，第一台加工中心年，第一台加工中心年，第一台加工中心 1968 1968年，柔性制造系统年，柔性制造系统 19741974年，采用微处理器年，采用微处理器 1990 1990年，采用基于工业年
3、，采用基于工业PCPC的计算机数控系统的计算机数控系统2 2国内国内 1958 1958 1958 1958年，第一台数控铣床年，第一台数控铣床年，第一台数控铣床年，第一台数控铣床 1975 1975 1975 1975年，第一台加工中心年，第一台加工中心年，第一台加工中心年，第一台加工中心 20 20世纪世纪9090年代末，华中数控自主开发出基于年代末，华中数控自主开发出基于PC-NCPC-NC的的HNCHNC数控系统数控系统二二产生与发展历程产生与发展历程第一节 数控机床的产生与发展第一节 数控机床的产生与发展 4 4. .数控技术的基本概念数控技术的基本概念数控技术： 用数字化的信息对机
4、床运动及加工过程进行控制的一种方法。数控系统： 采用数控技术的控制系统。数控机床： 用数字技术实施加工控制的机床。 硬、软件数控软件数控第五代：微处理器数控(1974年)第四代：小型机数控硬件数控第三代：集成电路式第二代：晶体管分立元件式第一代：电子管、继电器式 3 3数控数控系统系统的产生和发展的产生和发展1.设备情况 全国有一百家数控机床生产厂家。2002年进口数控花费44亿美元，出口6亿多数控系统：基于工业PC的计算机数控系统伺服系统：开环、半闭环、闭环伺服系统，交直流伺服电机驱动检测装置：光栅尺、光电脉冲编码器2.人才情况数量短缺：教育部的五大紧缺专业之一，大约缺人60万区域不均待遇较
5、高3.培训情况职业教育高校教育劳动部数控工艺人员培训4.数控赛事全国数控技能大赛，在人民大会堂颁奖，各省也组织数控技能大赛三三国内现状国内现状第一节 数控机床的产生与发展1.设备情况生产数控9台教学数控16台数控原理实验台3台自动编程机房1个 (装有CAXA软件)2.课程安排金工实习(编程、操作)数控技术及应用数控加工工艺数控操作实训3.培训情况劳动部数控工艺人员培训：考试合格后劳动部发证，全国通用4.数控赛事主办了第二届全国数控技能大赛（甘肃赛区）、学校的数控技能大赛四四我校的现状我校的现状第一节 数控机床的产生与发展五五. . 数控机床的发展趋势数控机床的发展趋势1 高速化 采用高速的32
6、位以上的微处理器，可提高数控系统的分辨率及实现连续小程序段的高速、高精加工。日本产的FANUC15系统开发出64位CPU系统，能达到最小移动单位0.1um时，最大进给速度为100m/min；直线电机直接驱动；电主轴。2 多功能化3 智能化 引进了自适应控制技术.自适应控制（Adaptive Control，简称AC）技术是能调节在加工过程中所测得的工作状态特性，且能使切削过程达到并维持最佳状态的技术。4 高精度化 通过减少数控系统误差和采用补偿技术可提高数控机床的加工精度。5 高可靠性 通过提高数控系统的硬件质量，采用模块化、标准化和通用化来提高其可靠性；更多地使用软件。6 具有更高的通信功能
7、 多台数控机床组成生产线或DNC系统，配置网络接口，实现远程监视和控制加工第一节 数控机床的产生与发展六六. . 先进制造技术简介先进制造技术简介1、计算机直接数控系统 ： 用一台中央计算机直接控制和管理一群数控设备进行零件加工或装配的系统。2、柔性制造单元和柔性制造系统： 由加工中心与工件自动交换装置组成，同时，增加了自动检测与工况自动监控等功能。3、计算机集成制造系统 ： 其核心是一个公用的数据库，对信息资源进行存储与管理，并与各个计算机系统进行通信。第一节 数控机床的产生与发展第二节 数控机床的特点及适用范围1.加工精度高，产品质量稳定2.劳动生产率高3.加工零件的适应性强，灵活性好4.
8、减轻工人劳动强度5.生产管理水平提高 数控机床适用范围数控机床适用范围一数控机床应用的特点一数控机床应用的特点二数控机床适用范围二数控机床适用范围 数控机床适用于品种变换频繁、批量较小，加工方法区别大且复杂程度较高的零件。第三节 数控机床的组成和工作原理 数控机床一般由输入输出设备、数控装置、伺服系统、测量反馈装置和机床本体组成。1. 输入输出设备2. 数控装置3. 伺服系统4. 测量反馈装置5. 机床本体输入输出设备数控装置伺服系统机床本体测量反馈装置数控机床组成图一一. . 数控机床的组成数控机床的组成第三节 数控机床的组成和工作原理 1 1程序的编制程序的编制从零件图样到制成控制介质的全
9、部过程。2 2输入输入是把零件程序、控制参数和补偿数据输入到数控装置中去。3 3译码译码将加工信息和其它辅助信息翻译成计算机能识别的数据形式并存在指定的内存专用区域。4 4刀具补偿刀具补偿包括刀具半径补偿和刀具长度补偿。5 5插补插补根据给定速度和轮廓线型的要求，在轮廓之间，确定中间点的方法。6 6位置控制和机床加工位置控制和机床加工 插补二数控机床的工作流程二数控机床的工作流程第四节 数控机床的分类1.1.按机械加工的运动轨迹分类按机械加工的运动轨迹分类(1)点位控制数控机床(2)直线控制数控机床(3)轮廓控制数控机床2.2.按伺服系统的控制原理分类按伺服系统的控制原理分类1.开环控制数控机床工作台减速器开环控制系统框图步进电机控制电路数控装置输入第二节 数控机床的分类2.闭环控制数控机床工作台数控装置控制电路伺服电机闭环控制系统框图速度检测元件位置检测元件位置反馈速度反馈输入第二节 数控机床的分类3.半闭环控制数控机床数控装置控制电路伺服电机工作台速度检测元件转角检测元件半闭环控制系统框图速度反馈位置反馈输入
