机电一体化概论第5章

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1、第五章数控技术与数控机床第一节数控技术一、定义数控技术（numericalcontrol，NC）――以数字化的信息实现对设备进行控制的技术。二、数控技术的典型应用数控车床数控钻床1．数控机床数控镗床（数控金属数控铣床切削加工数控磨床机床）加工中心（machiningcenter）数控车床经济型数控车床数控钻床数控铣床加工中心卧式加工中心立式加工中心车削加工中心钻削加工中心2．机器人3．数控线切割机床4．数控电火花成形机床5．数控火焰切割机床6．数控绘图仪7．数控测量机（坐标测量机）8．数控冲床9．数控剪床10.数控折弯机机器人数控线切割机床数控电火花加工机床数控火

2、焰加工机床数控绘图仪滚筒式绘图仪平板式绘图仪数控测量机（坐标测量机）数控冲床数控剪床数控折弯机三、数控系统的组成数控设备被加工对象伺服机构数控装置控制介质1．控制介质指穿孔纸带、磁带、磁盘等，用来以代码形式记录加工的信息（指令），并可将加工信息输入数控装置。目前最方便的方法是在计算机上用TXT（文本）文件编写好加工指令后，通过RS232串行口将加工指令传输到数控装置中。2．数控装置接受控制介质输入的信息，将代码加以识别、储存、运算，输出相应的指令（脉冲）给伺服系统。数控装置一般属于专用计算机，其核心元器件是CPU，但其配置远低于市面上流行的台式微机，运算速度和内存

3、都非常低。目前有用普通台式微机的开放式数控系统。3．伺服系统把来自数控装置的脉冲信号转换为设备运动的系统。最初的伺服系统是由步进电机加相应的齿轮传动装置组成。数控装置发出一个脉冲，电机转动一个步距角，通过脉冲数量来控制电机的转角，从而实现对设备运动的控制，数控技术由此而得名。目前常用的伺服系统也采用直流伺服电机或交流伺服电机。4．数控设备完成对被加工对象作业的设备（如机床、绘图机和坐标测量机等）。第二节数控机床一、定义采用数控技术对机床进行控制的自动化金属切削加工机床。二、数控机床与普通机床在性能上的主要差别1．数控机床刚性好2．数控机床的热变形小3．要考虑自动排

4、屑三、数控机床与普通机床在功能上的主要差别为了便于分析和比较，以中小型车床为例。加工功能普通车床数控车床圆柱面手动、自动自动端面手动、自动自动圆锥面手动自动直螺纹手动自动锥螺纹自动圆弧曲面手动+样板自动函数回转面手动+样板自动切削过程中变导程自动循环加工自动1．加工功能2．操作普通车床完全靠手工操作，劳动强度大。数控车床在输入加工指令后，操作人员通过键盘的简单操作控制自动加工过程，劳动强度小。但是，加工指令的编程需要花费一定的时间，并且必须要认真地核对。3．加工精度普通车床的加工精度主要靠操作者的技术水平保证，加工产品的一致性差。数控车床的加工精度主要靠数控系统的

5、性能保证，一般加工精度可达0.01mm，并且加工产品的一致性非常好。4．生产效率在数控车床上的加工时间为在普通车床上加工时间的1/4～1/6（对复杂形状零件而言）。但对以单件或几件为批量的零件而言，考虑到数控加工指令编程所需要的时间，在生产效率方面几乎没有什么优势。四、数控机床的发展过程数控技术是以数控机床为先导发展起来的，并与计算机技术的发展紧密相连。20世纪40年代末期，美国空军为了解决某些难加工的飞机零件的制造问题，委托美国麻省理工学院研制能够自动加工复杂形状零件的自动机床。1952年，美国麻省理工学院与帕森斯公司(Parsons’Co.)共同试制出第一台数

6、控机床―三坐标数控铣床。根据数控装置的主要元器件的演化过程，数控机床可分为五代：1．1952年电子管元件数控系统硬连线数控系统（NC）2．1959年晶体管元件数控系统NumericallyControlled3．1965年小规模集成电路数控系统MachineTool4．1970年小型计算机数控系统（CNC）ComputerizedNumericallyControlled-5．1974年微型计算机数控系统（MNC）Micro-computerized-从计算机对数控机床的控制方式上也有一个演化过程：CNCDNCDNCCNC（计算机数控机床）DNC（DirectNu

7、mericallyControlledMachineTool）群控（或直接控制）数控机床DNC（DistributedNumericallyControlledMachineTool）分布式数控机床计算机机床计算机机床计算机机床中央计算机五、数控机床的分类目前数控机床品种齐全，规格繁多，可以按照多种原则进行分类，但通常是按以下几种方法来分类：1．按控制轨迹分类（1）点位控制数控机床（pointtopoint）这类数控机床只要求保证点与点之间的准确定位，即只控制行程的终点坐标值，而对点与点之间刀具所移动的轨迹不加以控制，并且刀具移动过程中也不进行切削。这类数控机床有

8、数控钻床、