数控机床与编程 教学课件 作者 刘战术 1.ppt

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1、第一章数控机床概述第一节数控机床的发展趋势和特点第二节数控机床的组成及工作原理第三节数控机床的分类第四节先进制造技术介绍第一节数控机床的发展趋势和特点一、数控机床的发展趋势1.基本概念数控技术：采用数字化信号控制目标对象，使其完成预定的动作或功能，控制对象可以是位移、速度、压力、流量等。数控系统：是指利用数控技术实现自动控制功能之完整控制系统。数控机床：使用数控系统控制、实现自动加工之机床。2.数控机床的发展趋势高速度、高精度化提高主轴转速，满足表面加工质量要求提高进给速度，满足高效加工需求缩短换刀时间，减少加工辅助时间提高控制精度和检测精度，保证工件的最终精度，高

2、精度数控机床的控制精度可以达到0.1～0.01µm高可靠性：数控机床的平均无故障工作时间长。数控机床由数控系统、液压系统、强电控制系统及辅助控制系统构成，平均无故障工作时间是由以上系统共同测评的结果。提高数控机床的可靠性只能逐个提高组成数控机床的每个系统的可靠性，构成数控机床的系统越多，数控机床的可靠性会越低。目前数控机床的可靠性可达60000小时。功能的复合化：数控机床由单一加工功能转化为具有多种工艺能力复合型。复合型机床利用了工序集中的优势。复合型数控机床常见的以车、铣复合加工中心最多。智能化、网络化、柔性化：适应信息时代发展的潮流，充分利用计算机技术的成果。智

3、能化是指数控机床控制过程调整、加工过程调节、故障诊断的指示等具有智能化的功能，智能化的功能有助于提高生产效率、保证加工精度、便于数控机床的维护。网络化是FMS、CIMS等现代制造技术的基础，是企业内部、企业间实现协同设计、协同制造、信息共享、远程监控及服务的关键技术，目前高档数控机床通常集成有网络功能。二、数控机床的加工特点：1.对加工对象的适应性强2.加工精度高3.生产效率高4.自动化程度高，劳动强度低5.良好的经济效益6.便于生产管理的现代化三、数控机床的使用特点1.数控机床对操作应用、维修人员的要求要求数控机床的操作应用、维修人员具有丰富的计算机技术、自动控制

4、技术方面的知识，并能够应用所学知识解决数控机床可能出现的所有故障。2.数控机床对夹具和刀具的要求高效率加工要求刀具的耐用度与之适应，尽可能使用针对特定材料研发的数控机床专用刀具。第二节数控机床的组成及工作原理一、数控机床的组成程序介质：用于记录数控机床加工零件所需的程序载体输入装置：是将程序载体上的程序完整、正确的输入到数控机床的CNC装置CNC装置：是数控机床的核心伺服系统：用于完成坐标轴的运动控制位置检测装置：测量数控机床移动部件位移辅助控制装置：是指数控机床上为顺利完成加工过程而设置的功能构件机床本体：是数控机床的机械构成，是数控机床的主体二.数控机床的工作原

5、理第三节数控机床的分类一.按工艺用途分类1.金属切削类数控机床：数控机床的主流2.板材成形类数控机床3.特种加工数控机床：线切割机床、火花成形机床等二.按控制运动轨迹的能力分类1.点位控制数控机床：数控系统控制机床的运动部件从一个点到另一个点的准确定位，在移动过程中不进行任何加工。2.直线控制数控机床：数控系统只具备单个坐标的运动控制能力，而不能联动控制。3.轮廓控制数控机床：机床的数控系统具有能够对二个或二个以上坐标的位移和速度进行连续控制的能力，最终由坐标合成的轨迹能够满足零件轮廓的要求按驱动装置的特点分类1.开环控制数控机床：数控机床的控制系统未安装位置检测单

6、元，实际移动时的位置量和移动速度并未反馈给数控系统。2.闭环控制数控机床：该类机床的移动部件上安装有位移检测元件，直接对工作台的实际位移检测，并将检测数据实时反馈给CNC装置，CNC装置将当前位置和指令位置比较，根据比较结果确定伺服系统的工作状态是匀速运动、减速运动或停止。3．半闭环控制数控机床：机床安装有位移测量装置，但不是直接测量，特点是测量环路未包括所有的机械运动传递元件。4．混合控制数控机床：指数控机床进给轴的位置控制方式混合使用了开环、闭环或半闭环的控制方式。第四节先进制造技术介绍一、自适应控制制造系统：通过在线估计系统得出的模型参数，进而修改控制系统的控

7、制参数，以使系统适应环境的变化。二、直接数字控制系统（DNC）：使用一台或几台通用计算机直接控制和管理若干台数控机床进行零件加工的系统。分直接型控制和间接型控制两种。三、柔性制造系统（FMS）：柔性制造系统是由多个柔性制造单元（FMC）、物料运储装置、计算机控制系统等组成的自动化制造系统。四.计算机集成制造系统（CIMS）:计算机集成制造系统是以信息集成为其主要标志，它把企业内相互分离的技术（CAD、CAM、FMC、ERP等）和人员，通过计算机有机的结合起来，使企业内部的各种过程高效、灵活、协调进行。计算机集成制造系统通常由管理信息子系统、设计自动化子系统、制造