数控机床组成及数字控制原理

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1、数控机床原理与结构7/19/20211上篇数控机床控制技术7/19/20212第1章数控机床组成及数字控制原理7/19/202131.1．数控装置的概念1.1数控机床的组成及分类1.1.1数控机床的控制技术1.1.2数控机床组成1.1.3数控机床的分类1.2国内外数控机床的现状及发展趋势1.2.1国外数控机床的发展与现状1.2.2我国数控机床的现状1.2.3数控机床的发展趋势7/19/202141.1.1．数控机床的控制技术数控装置是一种控制系统，它自动阅读输入载体上预先给定的数字值，并对其译码、运算，并据此而控制刀具与工件相对运动，加工出所需要的零件。7/19/20215图1－0数控加工原

2、理1．逼近处理ΔLi=FΔt（i＝1,2,…）则当Δt→0时，折线段之和接近曲线L，即：且有：Fx=Δxi／ΔtFy=Δyi／Δt2．插补运算7/19/20216数控机床种类繁多，有钻铣镗床类、车削类、磨削类、电加工类、锻压类、激光加工类和其他特殊用途的专用数控机床等等，凡是采用了数控技术进行控制的机床统称NC机床。带有自动刀具交换装置（AutomaticToolchange－ATC）的数控机床（带有回转刀架的数控车床除外）称为加工中心（MachineCenter－MC）。它通过刀具的自动交换，可以一次装夹完成多工序的加工，实现了工序的集中和工艺的复合，从而缩短了辅助加工时间，提高了机床的效

3、率；减少了零件安装、定位次数，提高了加工精度。在加工中心的基础上，通过增加多工作台（托盘）自动交换装置（AutoPalletchanger－APC）以及其他相关装置，组成的加工单元称为柔性加工单元（FlexibleManufacturingCell－FMC）。7/19/20217在FMC和加工中心的基础上，通过增加物流系统、工业机器人以及相关设备，并由中央控制系统进行集中、统一控制和管理，这样的制造系统称为柔性制造系统（FlexibleManufacturingSystem－FMS）。为了适应市场需求多变的形势，对现代制造业来说，不仅需要发展车间制造过程的自动化，而且要实现从市场预测、生产决

4、策、产品设计、产品制造直到产品销售的全面自动化。将这些要求综合，构成的完整的生产制造系统，称为计算机集成制造系统（computerIntegratedManufacturingsystem－CIMS）,CIMS将一个工厂的生产、经营活动进行了有机的集成，实现了更高效益、更高柔性的智能化生产，是当今自动化制造技术发展的最高阶段。7/19/202181.1.2．数控机床组成图1－1数控加工过程示意图1．数控机床加工零件的过程7/19/202192．数控机床的组成图17/19/2021101.1.3．数控机床的分类1．按工艺用途分类（1）金属切削类数控机床（2）金属成型类数控机床（3）特种加工及其

5、它类型数控机床7/19/202111图1图17/19/202112图1－3c全功能数控铣床图1－3d高速数控铣床7/19/202113图1－3e立式数控铣床图1－3f立式加工中心7/19/202114图1－4a数控液压板料折弯机7/19/202115图1－4b数控弯管机7/19/202116图1－4c数控冲模回转头压力机7/19/202117图1－5a数控线切割机床图1－5b数控电火花线切割机床7/19/202118图1－5c数控激光切割机7/19/202119图1－5d数控等离子切割机7/19/202120图1－5e数控三坐标测量机图1－5f柔性三坐标测量臂7/19/2021212．如果以

6、数控系统的特征进行分类时，可将数控机床分成三大类：（1）点位控制的数控机床（2）直线控制数控机床（3）轮廓控制的数控机床①平面轮廓加工的数控机床②空间轮廓加工的数控机床7/19/2021223．按伺服系统的类型分类根据有无检测反馈元件及其检测装置，机床的伺服系统可分为开环伺服、闭环伺服和半闭环伺服。（1）开环控制数控机床（2）闭环控制数控机床（3）半闭环控制数控机床7/19/202123图1图1图17/19/2021244．按照功能水平分类对于按数控功能的水平分类方法，目前尚无明确定义，因此，涵义也不十分清楚。这种分类方法没有一个确切定义，但可以给人们一个清晰的一般水平概念，可将数控机床分为

7、高、中、低档三类。数控机床水平高低由主要技术参数、功能指标和关键部件的功能水平决定。下列几个方面可作为评价数控机床档次的参考条件。7/19/2021257/19/2021261.2.1国外数控机床的发展与现状采用数字控制技术进行机械加工的思想，最早是在20世纪40年代初提出的。当时，美国密执安北部的一个小型飞机工业承包商帕尔森斯公司在制造飞机框架及直升机叶片轮廓用样板时，利用全数字电子计算机对轮廓路径进行数据