数控编程与加工仿真第3版

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1、.....第1章数控加工编程概述1.1数控加工的基本工作原理1.1.1数控技术基本概念1、数控技术的产生20世纪40年代，美国Parsons公司与空军签订了发展一种柔性控制系统合同，希望在这种系统控制下的机床既适合中、小批量零件的生产，又能在规定精度条件下获得最高的生产效率。1949年作为主要承包商的Parsons公司在美国麻省理工学院（MJT）的协助下，历经三年时间研究，于1952年研制成功了三坐标数控系统，并在Cincinnate铣床装备了这种系统。由于当时控制系统采用电子管式，体积庞大、功耗大，除了军事部门使用外，其它行业几乎没有使用这一新技术。数控技

2、术是指用字符、数字发出指令并实现自动控制的技术。科学技术和社会生产飞速发展，制造技术发生了重大变化，社会对产品的质量、性能、品种、生产效率提出了更高要求。机械制造业80％零件属于单件、小批量生产，传统的普通加工技术，因其生产效率低、劳动强度大、难以保证加工质量等众多缺点，已不能很好适应生产的需要。工业发达国家十分重视发展先进制造技术，将计算机、微电子、自动控制、自动检测、精密机械等技术有机结合在一起，应用于加工设备之中，来适应现代化生产的需要。数控技术是制造工业现代化的重要基础，它直接影响到一个国家的经济发展和综合国力，关系到一个国家的战略地位。因此，世界各

3、国均采取重大措施发展数控技术。我国发展数控技术起步于1958年，受电子技术发展水平的制约，长期未打开局面。到70年代末共生产了4108台数控机床，其中86％是数控线切割机床。改革开放后，在引进、消化、吸收国外先进技术的基础上，目前我国已初步建成了以中、低档为主的数控机床的产业体系。特别是近十年来，我国开发并生产了数控铣床、车床、磨床、加工中心等四十多个新品种，一些较高档次的五轴联动数控系统已经开发出来。引进和自行开发建成FMS（柔性制造系统）生产线及CIMS（计算机集成制造系统）。2、NC、CNC数控机床和加工中心NC（NumericalControl）是一

4、种用数字化信息对某一工作过程进行可编程控制，实现加工自动化的控制技术。早期数控机床的NC装置是由各种逻辑、记忆元件组成的专用电路，由硬件实现数控功能，称为硬件数控，用这种技术实现的数控机床一般称作NC机床。CNC（ComputerNumericalControl），现代数控机床一般采用小型计算机、微型计算机用为NC装置。由存放在存储器中的系统软件来实现逻辑控制，通过接口与外围设备进行联系，称为软件数控，用这种技术实现的数控机床一般称作CNC机床。数控机床是装有程序控制系统的机床，能逻辑地处理具有使用代码或其它符号编码指令规定的程序。它是计算机技术与机床相结合

5、的产物，因此在实际使用中不同的场合具有多种含义。既可以在广义上代表一种控制技术，又可在狭义上作为数控技术的代名词。加工中心（CNC）是带有刀库和自动刀具交换装置的数控机床。它通过刀具的自动交换，可以一次装夹完成多道工序的加工，减少零件安装定位次数、换刀时间，从而缩短了辅助加工时间，提高了机床加工精度和效率。目前加工中心是数控机床中应用最广、产量最大的数控机床。1.1.2数控机床组成及其工作原理学习参考.....用数控机床加工零件时，首先应根据图样编制加工程序。然后将加工程序送入数控装置，由数控装置控制机床运动，使刀具和工件产生相对位移，严格按照程序中规定的参

6、数有条不紊地工作，从而加工出符合图样要求的零件。数控机床的种类很多，通常由存储介质、输入输出设备、计算机数控装置、伺服系统、检测反馈系统和机床本体组成,如图1-1所示。图1-1数控机床的组成1、存储介质数控机床工作时，不需要工人直接操作，但又必须执行人的意图。所以，在人和机床间要求建立某种联系，这种联系的媒介称为存储介质。数控机床是按照输入的工件加工程序运行的，数控程序中包含有刀具与工件相对运动轨迹、工艺参数（如进给量、主轴参数等）和辅助运动等指令。存储介质可以是穿孔带、磁带、磁盘等，采用哪种存储介质取决于数控装置的类型。随着微型计算机的广泛使用，磁盘正成为

7、最主要的控制介质。2、输入、输出装置输入装置的作用是将存储介质内的加工信息读入数控装置内。根据存储介质不同，输入装置相应地有光电阅读机、磁带机、磁盘驱动器、USB接口、RS232串行接口，还可用键盘进行MDI手动输入加工程序；加工程序和加工的图形可以通过输出装置中的CRT或液晶显示屏显示。3、数控装置数控装置是数控机床的中枢，它的作用是接受输入装置送入的数字化信息，经过逻辑电路和控制软件译码、运算和逻辑处理后，输出指令脉冲信号到伺服系统，以控制机床按照程序中规定的动作执行加工过程。它控制各坐标的进给速度、方向和位移量；刀具的选择与交换；冷却液的启停；主轴的启

8、停、变速、换向等。4、伺服系统伺服系统是数控装置与机