模块九(数控加工).ppt

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1、第一节数控机床的基本知识一、数控机床的产生随着社会生产和科学技术的不断进步，各类工业新产品层出不穷。机械制造产业作为国民工业的基础，其产品更是日趋精密复杂，特别是在宇航、航海、军事等领域所需的机械零件，精度要求更高，形状更为复杂且往往批量较小，加工这类产品需要经常改装或调整设备。普通机床或专业化程度高的自动化机床显然无法适应这些要求。同时，随着市场竞争的日益加剧，企业生产也迫切需要进一步提高其生产效率，提高产品质量及降低生产成本。一种新型的生产设备——数控机床就应运而生了。二、数控机床的发展简况1952年，美国帕森斯

2、公司和麻省理工学院研制成功了世界上第一台数控机床。半个世纪以来，数控技术得到了迅猛的发展，加工精度和生产效率不断提高。数控机床的发展至今已经历了两个阶段和五代。第1代数控机床：1952年～1959年采用电子管元件构成的专用数控装置（NC）。第2代数控机床：从1959年开始采用晶体管电路的NC系统。第3代数控机床：从1965年开始采用小、中规模集成电路的NC系统。以上三代都是采用专用计算机的硬逻辑数控系统。装有这类数控系统的机床为硬件数控机床，简称NC机床。第4代数控机床：从1970年开始采用大规模集成电路的小型通用电

3、子计算机控制的系统（CNC）。第5代数控机床：从1974年开始采用微型计算机控制的系统（MNC）。三、数控机床的基本概念（一）数控机床的概念数控(NumericalControl，NC)数控是采用数字化信息对机床的运动及其加工过程进行控制的方法，即硬件数控。2.数控技术（NumericalControlTechnology）采用数字控制的方法对某一工作过程实现自动控制的技术。3.数控机床（NumericalControlMachineTools）是采用数字控制技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床。它是数控技术典

4、型应用的例子。国际信息处理联盟定义:是一种装了程序控制系统的机床4.数控系统（NumericalControlSystem）实现数字控制的装置。5.计算机数控系统（ComputerNumericalControlCNC）以计算机为控制核心的数字控制系统，即软件数控。6.计算机直接控制技术（DNC）（二）数控机床的特点加工精度高生产效率高减轻劳动强度改善劳动条件有利于生产管理四、数控机床技术发展趋势高速、高效加工高精密、超精密加工高可靠性工序复合化和复合加工智能化、网络化、柔性化和集成化并联机床技术1.高速、高效加工高

5、速CPU芯片主轴高速化，采用电主轴采用全数字交流伺服机床动、静态性能的改善在分辨率为1μm时，快进速度达240m/min，可获得复杂型面的精确加工加速度达2g主轴转速已达200,000r/min换刀速度少于1s2高精密、超精密加工提高机械的制造和装配精度；采用高速插补技术，以微小程序段实现连续进给，使CNC控制单位精细化采用高分辨率位置检测装置，提高位置检测精度（日本交流伺服电机已有装上1000000脉冲/转的内藏位置检测器，其位置检测精度能达到0.01μm/脉冲）位置伺服系统采用前馈控制与非线性控制等方法采用反向间

6、隙补偿、丝杆螺距误差补偿和刀具误差补偿等技术设备的热变形误差补偿和空间误差的综合补偿技术。研究表明，综合误差补偿技术的应用可将加工误差减少60％～80％。5.并联机床1）机床结构技术上的突破性进展当属20世纪90年代中期问世的并联机床。并联机床是机器人技术、机床结构技术、现代伺服驱动技术和数控技术相结合的产物，被称为“21世纪的机床”传统机床基本上都遵循笛卡尔直角坐标系的运动原理被设计制造出来，其结构为串联结构，存在悬臂部件，承受很大弯矩和扭矩，不容易获得高的结构刚度。另外，传统机床组成环节多、结构复杂，形成误差迭加

7、，限制了加工精度和速度的提高。2）我国自主研发的并联机床样机3）并联机床的优、缺点及发展热点：优点：进给速度快；精度高；刚性好；加速度高；安装、维修方便。局限：工作空间小；姿态能力差；运动特性和力特性非线性。目前研究热点：混联机床。五、数控机床（系统）分类数控机床规格繁多，据不完全统计已有400多个品种规格。可以按照多种原则来进行分类。但归纳起来，常见的是以下面4种方法来分类的。1.按工艺用途分类2.按运动轨迹分类3.按伺服系统的控制方式分类4.按数控装置分类1.按工艺用途分类一般数控机床：车铣镗钻磨等，功能与通用机

8、床相似；但是可以加工复杂形状的零件。数控加工中心：在数控铣、镗、钻床的基础上增加了自动换刀装置。带刀库，一次装夹后可完成多工序加工。多坐标数控机床：坐标轴大于3，能加工复杂形状零件。线切割机床电火花机床2.按运动轨迹分类点位控制数控系统仅能实现刀具相对于工件从一点到另一点的精确定位运动；对轨迹不作控制要求；运动过程中不进行任何加工。适用范围：数