数控原理第1章学习资料.ppt

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1、数控原理第1章数控技术基本概念数控技术，简称数控（numericalcontrol，NC）以数字或数字代码的形式实现控制的技术。如果一种设备的控制过程是以数字形式来描述，其工作过程在数控程序的控制下自动进行，那么这种设备就称为数控设备。数控设备工作原理工作要求数控程序数控设备工作结果数控技术是集计算机、自动控制、精密测量、电工电子、机械制造与信息管理为一体的现代控制技术，广泛应用于机械制造领域，是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础。8/25/2021page21.1数控技术的产生和特点在第

2、一台数控机床问世后，随着微电子技术的迅猛发展数控系统也不断更新换代，先后经历电子管（1952年）、晶体管（1960年）、小规模集成电路（1965年）、小型计算机（1970年）、微处理器或微机（1974年）和PC－NC智能数控系统（1990年以后）。前3代采用专用的控制计算机硬逻辑数控系统，简称NC（numericalcontrol）。第四代以后采用通用计算机，数控功能由软件实现，提高了系统的功能特色与可靠性，称为计算机数控CNC（computernumericalcontrol）。由于数控系统生产

3、厂家自行设计软硬件，具有多种不同的软硬件模块、不同编程语言、不同操作系统、非标准化接口，给用户带来使用维修的复杂性。第六代数控系统利用现有PC机的软硬件资源，规范设计具有许多优势。8/25/202131．数控加工技术的发展1948年美国Parson公司与美空军签订合同，与麻省理工学院合作，1952年麻省理工学院研制成功三坐标数控系统，可以控制多种机床，并装备三轴控制的数控铣床样机，取名“NumericalControl”。1953年麻省理工学院开发出只需确定零件轮廓、指定切削路线，即可生成NC程序

4、的自动编程语言。1959年美国Keaney&Trecker公司开发成功了带刀库，能自动进行刀具交换，一次装夹中即能进行铣、钻、镗、攻丝等多种加工功能的数控机床，这就是数控机床的新种类——加工中心。8/25/202141968年英国首次将多台数控机床、无人化搬运小车和自动仓库在计算机控制下连接成自动加工系统，这就是柔性制造系统FMS。1974年微处理器开始用于机床的数控系统中，从此CNC(计算机数控系统)软线数控技术随着计算机技术的发展得以快速发展。1976年美国Lockhead公司开始使用图像编程

5、。利用CAD(计算机辅助设计)绘出加工零件的模型，在显示器上“指点”被加工的部位，输入所需的工艺参数，即可由计算机自动计算刀具路径，模拟加工状态，获得NC程序。8/25/2021page5DNC(直接数控)技术始于20世纪60年代末期。它是使用一台通用计算机，直接控制和管理一群数控机床及数控加工中心，进行多品种、多工序的自动加工。各台数控机床只配置机床控制器用于数据传送、驱动控制和手动操作。DNC群控技术是FMS柔性制造技术的基础，现代数控机床上的DNC接口就是机床数控装置与通用计算机之间进行数据

6、传送及通讯控制用的，也是数控机床之间实现通讯用的接口。DNC具有生产管理、作业调度、工况监控、刀具管理等功能。实现分级管理，随着DNC数控技术的发展，数控机床已成为无人控制工厂的基本组成单元。8/25/2021620世纪90年代，出现了包括市场预测、生产决策、产品设计与制造和销售等全过程均由计算机集成管理和控制的计算机集成制造系统CIMS。其中，数控是其基本控制单元。20世纪90年代，基于PC-NC的智能数控系统开始得到发展，它打破了原数控厂家各自为政的封闭式专用系统结构模式，提供开放式基础，使升

7、级换代变得非常容易。充分利用现有PC机的软硬件资源，使远程控制、远程检测诊断能够得以实现。由于数控机床的优越性和国防工业的需要，国际竞争日益激烈，各国都致力于开发和生产各种数控机床。8/25/20217我国早在1958年就开始研制数控机床，但由于历史原因及工业基础较差，一直没有取得实质性成果。20世纪60年代末70年代初，我国曾掀起研制数控机床的热潮，主要有数控线切割机、数控铣床等，采用晶体管分立元件或小规模集成电路，性能不稳定，可靠性较差。我校数学系与校仪器厂在1970年研制出晶体管的数控线切割

8、机，73年为龙岩风动厂研制出小规模集成电路数控铣床。改革开放以来，通过技术引进、科学攻关和技术改造，我国的数控技术有了较大的进步，逐步形成产业。1980年北京机床研究所引进日本FANUC5、7、3、6数控系统，上海机床研究所引进美国GE公司的MTC－1数控系统，辽宁精密仪器厂引进美国Bendix公司的DynapthLTD10数控系统。8/25/20218在引进、消化、吸收国外先进技术的基础上，北京机床研究所又开发出BS03经济型数控和BS04全功能数控系统，航天部706所研制出MN