数控技术概述.doc

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1、第一章数控技术概述学时章节教学内容重点、难点1§1-1数控技术的基本概念与特点了解基本概述1§1-2数控机床的工作原理与数控系统的分类掌握工作原理1§1-3数控技术的发展状况了解发展状况第一节数控技术的基本概念与特点一、基本概念q数字控制（NumericalControl——NC）是一种借助数字、字符或其它符号对某一工作过程（如加工、测量、装配等）进行可编程控制的自动化方法。q数控技术（NumericalControlTechnology）采用数字控制的方法对某一工作过程实现自动控制的技术。q数控机床（NumericalCo

2、ntrolMachineTools）是采用数字控制技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床。它是数控技术典型应用的例子。q数控系统（NumericalControlSystem）实现数字控制的装置。q计算机数控系统（ComputerNumericalControl——CNC）以计算机为核心的数控系统。二、特点数控机床的产生较好地解决了复杂、精密、小批多变的零件加工问题，是一种灵活、高效能的自动化机床数控机床的确具有普通机床所不具备的许多优点。而且它的应用范围还在不断扩大，但是在目前还不能完全取代普通机床，也就是说，它不能以

3、最经济的方式来解决加工制造中所有问题。为了更好地说明这个问题，有必要先初步了解一下采用数控机床加工的优缺点。数控加工的优点l自动化程度高，可以减轻工人的体力劳动强度l加工的零件一致性好，质量稳定l生产效率较高l便于产品研制l便于实现计算机辅助制造。数控加工的缺点l任何事物都是两重性。数控加工虽有上述各种优点，同时在某些方面也存在不足之处：l单位加工成本较高。l只适宜于多品种小批量或中批量生产（占机械加工总量70%~80%）l加工中的调整相对复杂l维修难度大第二节数控机床的工作原理与数控系统的分类一、数控机床的工作原理数控机床

4、的组成数控机床—般由控制介质，数控装置，伺服机构和机床本体四部分组成。粗实线所示的为开环控制的数控机床框图。为了提高机床的加工精度，在开环数控系统中再加上测量装置，如图1-1虚线所示，就构成了数控机床的闭环控制系统。开环系统的工作过程为：将机床工作台运动的位移量、位移速度、方向轨迹等参数通过控制介质输入给机床敷控装置，敷控装置根据这些参数指令计算得出进给脉冲序列(包含有上述各个参量)，然后进给脉冲序列经伺服机构转换放大输出，控制工作台按所要求的速度、轨迹，方向和距离移动。若为闭环系统，则在输入指令值的同时，测量装置将工作台实

5、际位置进行测量，反馈量与输入量在数控装置中进行比较。若有偏差，说明实际位移与给定位移有误差存在，则数控装置精出信号控制机床向着消除误差的方向移动．二、数控机床分类1．按工艺用途分类(1)普通数控机床(2)数控加工中心机床2．按加工路线分类(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3．按有无检测装置分类(1)开环控制数控机床(2)半闭环控制数控机床(3)闭环控制数控机床第三节数控技术的发展状况数控机床是综合应用了微电子、计算机、自动控制、自动检测以及精密机械等技术的最新成果而发展起来的全新型机床。就

6、其数控系统而言已经历了几代变化：第一代；1952～1959年采用电子管元件；第二代：从1959年开始采用晶体管元件；第三代；从1965年开始采用集成电路；第四代：从1970年开始采用大规模集成电路及小型通用计算机；第五代：从1974年开始采用微处理机或微型计算机。进入九十年代以来，随着国际上计算机技术突飞猛进的发展，数控技术不断采用计算机、控制理论等领域的最新技术成就，使其朝着下述方向发展l运行高速化l加工高精化l功能复合化l控制智能化l体系开放化l驱动并联化l交互网络化l运行高速化、加工高精化速度和精度是数控设备的两个重要

7、指标，它们是数控技术永恒追求的目标。因为它直接关系到加工效率和产品质量。新一代数控设备在运行高速化、加工高精化等方面都有了更高的要求。q运行高速化：使进给率、主轴转速、刀具交换速度、托盘交换速度实现高速化，并且具有高加（减）速率。§进给率高速化：Ø在分辨率为1mm时，Fmax=240m/min。在Fmax下可获得复杂型面的精确加工；Ø在程序段长度为1mm时，Fmax=30m/min，并且具有1.5g的加减速率；§主轴高速化：采用电主轴（内装式主轴电机），即主轴电机的转子轴就是主轴部件。Ø主轴最高转速达200000r/min。

8、Ø主轴转速的最高加（减）速为1.0g，即仅需1.8秒即可从0提速到15000r/min。§换刀速度Ø0.9秒（刀到刀）Ø2.8秒（切削到切削）§工作台（托盘）交换速度6.3秒。q加工高精化：提高机械设备的制造和装配精度；提高数控系统的控制精度；采用误差补偿技术。§提高CNC系统控制精度：Ø