第一单元 数控机床简介

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1、第一单元数控机床简介1.1数控技术的发展过程1.2数控机床的基本组成及工作原理1.3数控机床的分类1.4数控机床的特点1.1数控技术的发展过程所谓数控即数字控制（Numericalcontrol），用数字化信息进行控制的自动控制技术。数控机床定义：用计算机通过数字信息来自动控制机械加工的机床。具体地说，数控机床是通过编制程序，即通过数字（代码）指令来自动完成机床各个坐标的协调运动，正确地控制机床运动部件的位移量，并且按加工的动作顺序要求自动控制机床各个部件的运动（如：主轴转速、进给速度、换刀、工件夹紧放松、工件交换、冷却液开关等）。一、数控机床的出现和发展1.第一代（电子管）：1952年3

2、月，美国帕森兹（Parsons）公司与麻省理工学院（MIT）合作研制成功世界第一台三坐标数控铣床，用于火箭零件的制造。2.第二代（晶体管）：1959年3月，美国克耐·杜列克公司开发了带有自动换刀装置的数控机床。3.第三代（小规模集成电路）：1965年以上统称普通数控系统（NC系统）4.第四代（计算机）：1970年后，CNC（ComputerNumericalControl）5.第五代（微机）：1974年微机直接应用于数控机床，近一步促使数控机床的普及应用和发展。80年代初，出现了以1（或2～3）台加工中心或车削中心为主体，配上工件自动装卸或监控检验装置的所谓柔性制造单元FMC（F

3、lexibleManufacturingCell）。二、我国数控机床的发展状况1958年开始研制1966年研制成功第一台晶体管数控系统1970年集成电路数控系统制造成功自70年代开始，数控技术在车、铣、钻、镗加工等领域发展，数控加工中心在上海、北京研制成功80年代，从日、德、美引进先进数控技术，进行商品化生产，推动了我国数控机床的发展1986－1990年，我国数控机床大发展90年代以来，主要发展高档数控机床三、数控机床的发展趋势1（一）、机床结构的发展1.较高的机床静、动刚度（1）提高静刚度的措施：●提高主轴刚度－－采用三支撑结构，选用刚性较好的双列短圆柱滚子轴承和角接触向心推力轴承；●提

4、高机床大件刚度－－采用封闭截面床身，采用液力、重块平衡；●提高承载能力－－增加接触面积。（2）提高机床动刚度措施：●提高系统的刚度；●增加阻尼；●调整构件的自振频率等三、数控机床的发展趋势22.减少热变形要求●减少发热●控制温升●改善机床机构对于主轴箱，应尽量使主轴的热变形方向在刀具切入的垂直方向，可以使主轴热变形对加工直径的影响减小到最小限度。对于滚珠丝杠，采用预拉方法减少丝杠热变形。3.减少运动件的摩擦和消除传动间隙数控机床运动件之间的摩擦要小，要消除传动系统的间隙，达到低速时无爬行，高速时快速响应。三、数控机床的发展趋势3（二）、数控系统发展趋势：开放式体系结构（如：图形扫描自

5、动编程，自动排除故障，通信功能增强等）向智能化发展，控制性能大大提高（如：图形交互自动编程，工艺参数自动生成等）总之，数控机床性能向高精度、高速度、高柔性化方向发展。三、数控机床的发展趋势4（三）、数控机床发展趋势：高速、高效、高精度、高可靠性模块化、专门化与个性化；智能化；柔性化和集成化开放性出现新一代数控加工工艺与装备1.2数控机床的基本组成及工作原理一、数控机床的组成加输数－伺服系统－－－机工－入－控－辅助控制装置－>程装系<－反馈系统－－－床序置统1.加工程序数控机床按输入的程序自动加工工件，程序包括刀具的运动轨迹、工艺参数、辅助运动等加工用的全部信息。程序可储存在

6、穿孔机、磁带、磁盘等控制介质上。2.输入装置将控制介质上的加工信息传递存入控制系统。现在，通常采用手动方式（MDI），通过键盘直接输入到控制系统，或通过计算机编程，用通信方式传送到数控系统。3.数控系统是机床实现自动加工的核心，包括微型计算机、通用输入输出接口、系统软件。系统接受从输入设备送来的脉冲信号，经系统的逻辑电路和软件编译、运算、逻辑处理后，输出各种信息和指令，控制机床各部分动作。（如：进给速度、方向、位移，主轴启停、换向，刀具换向等）4.伺服系统是数控系统的执行部分，包括驱动装置和执行机构。伺服系统接受数控系统的指令，功率放大后，按要求严格驱动机床运动部件，完成规定运动

7、。5.测量反馈装置将数控机床各坐标轴的位移指令检测值反馈到机床的数控装置中，数控系统进行比较，向反馈系统发出信息，纠正误差。6.辅助控制装置接收数控系统输出的主运动换向、变速、启停，刀具选择、交换及其他辅助装置等指令信息，经编译等处理，功率放大驱动相应的电器。目前常用PLC作为辅助控制装置。7.机床主体结构不变，传动系统更为简单，同时还有刀具自动交换、工件自动交换、采用全封闭罩壳等。二、数控机床的工作原理工作