数字控制技术与数控机床1.ppt

数字控制技术与数控机床1第一章概述数控机床简介
数控机床的产生及其重要性
数字控制机床，是为了解决单件、小批量、特别是复杂型面零件加工的自动化并保证质量要求而产生的。
1952年，MIT伺服机构研究所用实验室制造的控制装置和新新那提（CincinnatiHydrotel）公司的立式铣床成功地实现了三轴联动数控运动，可控制铣刀进行连续空间曲面的加工，揭开了数控加工技术的序幕。数字控制技术与数控机床1数控机床是综合应用了微电子、计算机、自动控制、自动检测以及精密机械等技术的最新成果而发展起来的完全新型的机床，它标志着机床工业进入了一个新的阶段。
数控技术的发展非常迅速，使制造技术发生了根本性的变化，几乎所有品种的机床都实现了数控化。数控技术是机械加工现代化的重要基础与关键技术。应用数控加工可大大提高生产率、稳定加工质量、缩短加工周期、增加生产柔性、实现对各种复杂精密零件的自动化加工，易于在工厂或车间实行计算机管理，还使车间设备总数减少、节省人力、改善劳动条件，有利于加快产品的开发和更新换代，提高企业对市场的适应能力并提高企业综合经济效益。
数控加工技术也是发展军事工业的重要战略技术。数控机床应用范围及特点
目前的数控加工主要应用于以下两个方面：
常规零件加工，如二维车削、箱体类镗铣等，其目的在于：提高加工效率，避免人为误差，保证产品质量；以柔性加工方式取代高成本的工装设备，缩短产品制造周期，适应市场需求。
另一方面的应用是复杂形状零件加工，如模具型腔、涡轮叶片等，该类零件在众多的制造行业中具有重要的地位，其加工质量直接影响以至决定着整机产品的质量。这类零件型面复杂，常规加工方法难以实现，它不仅促使了数控加工技术的产生，而且也一直是数控加工技术的主要研究及应用对象。数字控制技术与数控机床1数控机床在机械制造领域中得到日益广泛的应用，是因为它具有如下特点：
高柔性
生产效率高
加工精度高、加工质量稳定可靠
自动化程度高
能完成复杂型面的加工
有利于生产管理的现代化数控机床的基本工作原理
数控机床的基本工作原理
国家标准GB8129－1987将数控（NumericalControl）定义为：用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制的一种方法。
国际信息处理联盟IFIP（InternationalFederationofInformationProcessing）将数控机床定义为：数控机床是一种装有程序控制系统的机床，机床的运动和动作按照这种程序控制系统发出的由特定代码和符号编码组成的指令进行。这种程序控制系统称之为机床的数控系统。CNC系统框图数字控制技术与数控机床1数控机床加工零件时，首先应编制零件的数控程序，这是数控机床的工作指令。将数控程序输入到数控装置，再由数控装置控制机床主运动的变速、启停，进给运动的方向、速度和位移大小，以及其他诸如刀具选择交换、工件夹紧松开和冷却润滑的启、停等动作，使刀具与工件及其他辅助装置严格地按照数控程序规定的顺序、路程和参数进行工作，从而加工出形状、尺寸与精度符合要求的零件。普通机床与NC机床普通机床NC机床NC机床数控机床的组成
数控程序和控制介质输入装置
数控装置（CNC单元）通讯现代的数控系统除采用输入输出设备进行信息交换外，一般都具有用通讯方式进行信息交换的能力。它们是实现CAD/CAM的集成、FMS和CIMS的基本技术。采用的方式有：
串行通讯（RS-232等串口）、
自动控制专用接口和规范（DNC方式，MAP协议等）
网络技术（internet，LAN等）。
CNC装置(CNC单元)
组成：计算机系统、位置控制板、PLC接口板，通讯接口板、特殊功能模块以及相应的控制软件。
作用：根据输入的零件加工程序进行相应的处理（如运动轨迹处理、机床输入输出处理等），然后输出控制命令到相应的执行部件(伺服单元、驱动装置和PLC等)，所有这些工作是由CNC装置内硬件和软件协调配合，合理组织，使整个系统有条不紊地进行工作的。CNC装置是CNC系统的核心
伺服单元、驱动装置和测量装置
伺服单元和驱动装置
主轴伺服驱动装置和主轴电机
进给伺服驱动装置和进给电机
测量装置
位置和速度测量装置。以实现进给伺服系统的闭环控制。
作用保证灵敏、准确地跟踪CNC装置指令：
进给运动指令：实现零件加工的成形运动（速度和位置控制）。
主轴运动指令，实现零件加工的切削运动（速度控制）
数字控制技术与数控机床1机床的机械部件
机床：数控机床的主体，是实现制造加工的执行部件。
组成：由主运动部件、进给运动部件（工作台、拖板以及相应的传动机构）、支承件（立柱、床身等）以及特殊装置（刀具自动交换系统工件自动交换系统）和辅助装置（如排屑装置等）。数控机床的分类按加工方式进行数控机床的分类点位控制系统点位控制系统数字控制技术与数控机床1