1、数控机床概述

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1、2012.2.10数控机床结构与故障检修StructureandmaintenanceofNC第1章数控机床概述NCOverview目录CONTENTS数控机床的组成、分类和典型的数控机床数控系统数控机床的产生、特点和应用范围一二三四数控机床的现状和发展趋势数控机床概述五轴联动数控机床是为适应多面体和曲面零件加工而出现的。五轴联动数控是当前数控技术中难度最大的。集计算机控制、高性能伺服驱动和精密加工技术于一体，应用于复杂曲面的高效、精密、自动化加工。五轴联动数控机床是发电、船舶、航天航空、模具、高精密仪器等民用工业和军工部门迫切需要的关键

2、加工设备。国际上把五轴联动数控技术作为一个国家工业化水平的标志。DMG公司车削加工中心能在一次装夹中完成回转体零件上所有面的加工。课程导引为了改变以往传统机床结构，采用连杆运动实现主轴多自由度运动以完成工件复杂曲面的加工，此类机床称为虚轴机床。虚轴机床一般采用六根可以伸缩的伺服轴，故该类机床又称为“六条腿机床”。支承并连接装有主轴的上平台与装有工作台的下平台的构架结构形式，取代了传统的机床上所具备的床身、立柱等基础件。数控机床概述课程导引数控机床概述课程导引图1-2　Hexa6X虚轴加工中心图1-3　Linapod立式虚轴加工中心20世纪

3、人类社会最伟大的科技成果之一是计算机的发明与应用，计算机及控制技术在机械制造设备中的应用是制造业发展最重大的技术进步。自从1952年美国第一台数控机床问世至今已经历了半个多世纪，现在数控设备已包括车、铣、加工中心、镗、磨、冲压、电加工以及各类专用加工设备，形成了庞大的数控制造设备家族，每年全世界数控设备的产量有15万～25万台，产值达数百亿美元。数控机床概述1.1数控机床的产生、特点和应用范围1.1.1　数控机床的产生1949年美国Parsons公司接受美国空军的委托，研制一种计算装置，用以实现日益复杂的飞机零部件的自动加工。1952年美

4、国麻省理工学院研制出了基于电子管和继电器的机床数字控制装置，用于控制铣床。随着集成电路技术的发展，1965年出现了小规模集成电路数控机床，以上为数控机床发展的第一阶段，称为NC阶段，即逻辑数字控制阶段，其特点是数控系统的所有功能均由硬件(数控装置)来实现，故又称为硬件数控。1970年小型计算机开始用于数控机床，数控机床的发展由此进入第二阶段，称为CNC阶段，即计算机数字控制阶段。数控机床概述1.1数控机床的产生、特点和应用范围1.1.2　数控机床的特点和应用范围数控机床是采用了数控技术的机床，或者说是装备了数控系统的机床。国际信息处理联盟

5、(InternationalFederationofInformationProcessing，IFIP)第五技术委员会对数控机床定义如下：数控机床是一个装有程序控制系统的机床，该系统能够逻辑地处理具有使用号码或其他符号编码指令规定的程序。数控机床概述1.1数控机床的产生、特点和应用范围普通数控机床数控机床概述1.1数控机床的产生、特点和应用范围ATC及刀库加工中心FMCAPC自动检测、监控功能物流系统计算机控制系统FMS市场预测生产决策产品设计产品销售CIMS1）根据零件加工图样进行工艺分析，确定加工方案、工艺参数和位移数据。2）用规定

6、的程序代码和格式编写零件加工程序单，或用自动编程软件，进行CAD／CAM工作，直接生成零件的加工程序文件。3）程序的输入。4）运行加工程序，进行机床加工试运行、刀具路径模拟等。5）通过对机床的正确操作，运行程序，完成零件的加工。数控机床概述1.1数控机床的产生、特点和应用范围1.2.1　数控机床的组成由零件的加工过程可知，作为数控机床的基本组成，它应包括：加工程序、输入设备、数控装置、伺服驱动和测量反馈装置、辅助控制装置以及机床本体等部分，如图1⁃5所示。数控机床概述1.2数控机床的组成、分类及典型数控机床数控机床概述1.2数控机床的组成

7、、分类及典型数控机床图1-5　数控机床的组成及框图（1）加工程序包含加工出合格零件所需的全部操作信息和刀具相对工件的位移信息等。数控机床工作时，不需要人直接操纵机床，但机床又必须执行人的意图。EIA、ISO（2）输入装置将控制介质上的数控代码转变成相应的电脉冲信号，传递并存入数控系统。穿孔带、磁带、磁盘、MDI、RS232/RS485、网络接口数控机床概述1.2数控机床的组成、分类及典型数控机床（3）数控装置数控装置(CNC单元)是数控机床的控制中心，被喻为“中枢系统”。输入输出接口控制器运算器存储器数控机床概述1.2数控机床的组成、分类

8、及典型数控机床图1-6　FANUC数控装置图1-7　SIEMENS数控装置数控系统接受输入装置传送的脉冲信息，经过数控系统的逻辑电路或软件进行编译、运算和逻辑处理，输出各种信息和指令，控制机床