数控技术及应用清华版1绪论ppt课件.ppt

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1、第1章绪论数控技术经过几十年的发展，已经广泛地应用于现代工业的诸多领域之中，成为制造业现代化的基础。本章将重点围绕数控技术的特点、分类、组成及各组成部分的作用，介绍有关数控技术的基本知识及发展趋势。11.1数控技术的产生和特点数字控制(NumericalControl)技术，简称为数控(NC)技术，是一种自动控制技术，它能够对机器的运动和动作进行控制。采用数控技术的控制系统称为数控系统。装备了数控系统的机床称为数控机床。由于数控机床的种类多、数量大，因此是促进数控技术发展的重要实践领域。如今，数控技术已不仅应用于金属切削机床，而且还应用于其他多种设备

2、，如电火花加工机床、剪切机、折弯机、坐标测量机、机器人等。21.1.1数控技术的产生1952年，MIT研制成功了三坐标数控系统，并在Cincinnate铣床上装备了这种控制系统。它采用预制穿孔带作为信息载体，可以控制多种机床。我国从1958年开始研制数控机床。到20世纪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；到20世纪80年代，随着我国实行改革开放政策，引进了日本、美国等先进的数控技术，开始批量生产数控系统和伺服系统，使我国数控机床在质量和数量上有了很大的提高。近十年来，我国开发并生产了数控铣床、车床、磨床、立式和卧式加工中

3、心等40多个新品种；引进和自行开发了多条柔性制造系统(FMS)生产线，并开始进行计算机集成制造系统(CIMS)的研究及探索其在生产中的应用。到了20世纪90年代初，我国生产的数控机床已达300余种，一些较高档次的五轴联动数控系统也已开发出来。31.1.2数控技术的特点数控机床是采用数控技术的机械设备中最具有代表性的一种。从数控机床具有的许多优点中，可以看出数控技术的特点，例如：提高了加工精度和同一批工件尺寸的重复精度，保证了加工质量的稳定性。具有较高的生产效率。与普通机床相比，生产效率大致可提高2~3倍。增加了设备的柔性，可以适应不同品种、规格和尺寸

4、以及不同批量的工件加工。操作人员的劳动强度大为减轻。具有较高的经济效益。这是因为数控机床能一机多用，代替多台普通机床，减少了工序间工件的运输时间，节省厂房面积，减少工夹具数量和投资。能加工普通机床所不能加工的复杂型面。可向更高级的制造系统发展。它的不足之处是：提高了起始阶段的投资。增加了电子设备的维护。对操作人员的技术水平要求较高。41.1.3计算机数控随着电子技术和计算机技术的发展，数控系统经历了采用电子管、晶体管、集成电路，直到将计算机引进数控系统的过程。将微型计算机(简称微机)引入数控系统后，使其在质的方面完成了一次飞跃。计算机数控(Compu

5、terNumericalControl，CNC)系统有许多优点：(1)柔性好(2)功能强(3)可靠性高(4)易于实现机电一体化(5)经济性好51.2数控机床的组成和作用虽然数控技术能用来控制多种机械，但用得最多的和最典型的是数控机床，所以先来简单地介绍数控机床。61.2.1数控机床的组成部分如前所述，数控机床配备有数控系统，可以按照事先编好的加工程序实现机床的运动和动作。数控机床由程序载体、输入装置、CNC装置、伺服系统和机床的机械部件构成，如图1.1所示。71.2.2数控机床各组成部分的作用1.程序载体数控机床是按照输入的工件加工程序运行的。加工程

6、序存放在软、硬磁盘等程序载体中，通过数控机床的输入装置，将加工程序信息读入CNC装置中。2.输入装置输入装置的作用是将加工程序的信息读入CNC装置内。3.CNC装置CNC装置主要由信息的输入、处理和输出三部分组成。4.伺服系统伺服系统由伺服电动机以及伺服驱动控制装置和有关软件构成。5.位置反馈系统位置反馈系统的作用是将机床运动部件的实际位置信息反馈给CNC装置。6.机床的机械部件数控机床的机械部件，除了主运动系统以及辅助部分(如液压、气动、冷却和润滑部分)以外，尚有一些特殊部件，如储备刀具的刀库、自动换刀装置(ATC)和自动托盘交换装置等。81.3数

7、字控制系统1.3.1数字控制系统的组成和分类1.数字控制系统的组成数控系统是一种能够控制机器运动的装置，它是由输入和输出设备、CNC装置、可编程控制器(PLC)、主轴驱动装置和进给驱动装置等组成的一个系统。2.机床数控系统的类型机床数控系统有不同的类型，以适应不同用途的需要。(1)根据伺服系统的控制原理，机床数控系统可分为开环控制系统和闭环控制系统，根据检测装置安装的位置不同，闭环控制系统又可分为全闭环控制系统和半闭环控制系统。(2)根据控制运动方式的不同，可分为点位控制系统和连续控制系统。另外点位/直线(或称直线)控制系统也归类于连续控制系统中。(

8、3)根据数控功能，可分为经济型数控系统、普及型数控系统和高级型数控系统。91.3.2开环和闭环控制系统1.开