數控加工與編程培訓課件

1、數控加工與編程培訓課件 數控機床產生與發(fā)展數控機床產生與發(fā)展 數控機床的基本概念數控機床的基本概念 數控機床的特點與分類數控機床的特點與分類數控機床組成及工作過程數控機床組成及工作過程 數控機床及數控技術的發(fā)展趨勢數控機床及數控技術的發(fā)展趨勢主要內容主要內容CNC第第0 0章章 緒論緒論2主要內容CNC0.1 0.1 數控機床的產生與發(fā)展數控機床的產生與發(fā)展第第0 0章章 緒論緒論數控技術產生背景：數控技術產生背景：1. 單件、小批量生產占機械加工的大部分，尤其在航空、航天、船舶單件、小批量生產占機械加工的大部分，尤其在航空、航天、船舶等領域，不僅加工批量小，且零件形狀復雜、精度要求高，且需經

2、常等領域，不僅加工批量小，且零件形狀復雜、精度要求高，且需經常變型，傳統(tǒng)的自動化機床不適應這些加工形式。變型，傳統(tǒng)的自動化機床不適應這些加工形式。(需求背景需求背景)2. 仿形加工機床部分解決了中小批量復雜零件的加工，但更換零件時，必仿形加工機床部分解決了中小批量復雜零件的加工，但更換零件時，必須制造靠模和調整機床，耗費大量手工勞動，增加了生產準備期，且靠模須制造靠模和調整機床，耗費大量手工勞動，增加了生產準備期，且靠模的誤差的影響使加工精度難以達到較高要求。的誤差的影響使加工精度難以達到較高要求。(存在問題存在問題)3. 實現多品種、小批量產品零件的自動化生產，實現多品種、小批量產品零件的自

3、動化生產，20世紀世紀40年代世界上年代世界上誕生了第一臺電子計算機，使數控技術的出現稱為可能。誕生了第一臺電子計算機，使數控技術的出現稱為可能。(可行性可行性)3主要內容CNC0.1 0.1 數控機床的產生與發(fā)展數控機床的產生與發(fā)展第第0 0章章 緒論緒論數控機床的產生：數控機床的產生：1948年，美國帕森斯(Parsons) 公司在研制加工直升機螺旋槳葉片輪廓檢驗樣板的機床時，首先提出計算機控制機床的設想，在麻省理工學院（MIT）的協助下，1952年研制成功了世界上第一臺三坐標直線插補且連續(xù)控制的立式數控銑床。 我國于1958年由清華大學和北京第一機床廠合作研制了我國第一臺數控銑床。4（1

4、 1）數控機床結構的發(fā)展：）數控機床結構的發(fā)展：CNC0.1 0.1 數控機床的產生與發(fā)展數控機床的產生與發(fā)展第第0 0章章 緒論緒論l60年代之前，普遍采用一般機床。l60年代初，在一般機床的基礎上開發(fā)了數控加工中心機數控加工中心機床床。5（1 1）數控機床結構的發(fā)展：）數控機床結構的發(fā)展：CNC0.1 0.1 數控機床的產生與發(fā)展數控機床的產生與發(fā)展第第0 0章章 緒論緒論l帶兩個交換工作臺的臥式鏜銑加工中心機床。6（1 1）數控機床結構的發(fā)展：）數控機床結構的發(fā)展：CNC0.1 0.1 數控機床的產生與發(fā)展數控機床的產生與發(fā)展第第0 0章章 緒論緒論l20世紀70年代后期，在數控加工中心

5、機床的基礎上發(fā)展了五面體加工中心五面體加工中心。設計思想：為了在一次裝夾中完成除了安裝底面以外的所有表面和精密孔系加工。主軸部件可自動更換為立式和臥式布局，從而完成工件不同表面的加工。7（1 1）數控機床結構的發(fā)展：）數控機床結構的發(fā)展：CNC0.1 0.1 數控機床的產生與發(fā)展數控機床的產生與發(fā)展第第0 0章章 緒論緒論l在數控加工中心出現以后，加工工序進一步集中仍然是數控機床發(fā)展趨勢。帶有工業(yè)機器人、工件交換系統(tǒng)的車削加工中心和帶有工件交換系統(tǒng)的數控齒輪加工機床。8（1 1）數控機床結構的發(fā)展：）數控機床結構的發(fā)展：CNC0.1 0.1 數控機床的產生與發(fā)展數控機床的產生與發(fā)展第第0 0章

6、章 緒論緒論l20世紀60年代出現的Stewart平臺概念,到20世紀90年代初，應用在數控機床上成為可能。六桿數控機床(虛擬軸機床、并聯機床)是20世紀最具有革命性的機床運動結構的突破。9（1 1）數控機床結構的發(fā)展：）數控機床結構的發(fā)展：CNC0.1 0.1 數控機床的產生與發(fā)展數控機床的產生與發(fā)展第第0 0章章 緒論緒論10主要內容第一代數控（1952-1959年）： 采用電子管構成的硬件數控系統(tǒng)；第二代數控（1959-1965年）： 采用晶體管電路為主的硬件數控系統(tǒng)；第三代數控（1965年開始）： 采用小、中規(guī)模集成電路的硬件數控系統(tǒng)；第四代數控（1970年開始）： 采用大規(guī)模集成電路

7、的小型通用電子計算機數控系統(tǒng)；第五代數控（1974年開始）： 采用微型計算機控制的系統(tǒng)；第六代數控（1990年開始）： 采用工控PC機的通用CNC系統(tǒng)。 硬硬件件數數控控 軟軟件件數數控控 CNC0.1 0.1 數控機床的產生與發(fā)展數控機床的產生與發(fā)展第第0 0章章 緒論緒論（2 2）數控系統(tǒng)的發(fā)展：）數控系統(tǒng)的發(fā)展：11主要內容（3 3）伺服系統(tǒng)的發(fā)展：）伺服系統(tǒng)的發(fā)展：CNC0.1 0.1 數控機床的產生與發(fā)展數控機床的產生與發(fā)展第第0 0章章 緒論緒論l60年代初期與中期，歐美一些國家采用液壓伺服系統(tǒng)。l70年代，美國蓋梯茨公司研制成功了大慣量直流伺服電機即寬調速直流伺服電機。l80年代

8、初期，美國通用電氣公司研制成功了采用鼠籠式異步交流伺服電機的交流伺服系統(tǒng)。l86年之后推出了數字伺服系統(tǒng)的數控機床。數字伺服系統(tǒng)的出現促進了高精度數控機床的發(fā)展。數字伺服系統(tǒng)的出現促進了高精度數控機床的發(fā)展。12主要內容數字控制（數字控制（Numerical Control NC）是一種借助數字、字符或其它符號對某一工作過程（如加工、測量、裝配等）進行可編程控制的自動化方法。CNC第第0 0章章 緒論緒論0.2 0.2 數控技術的基本概念數控技術的基本概念數控技術（數控技術（Numerical Control Technology）采用數字控制的方法）采用數字控制的方法對某一工作過程實現自動控

9、制的技術。對某一工作過程實現自動控制的技術。機床數控技術機床數控技術 用數字化信息對機床運動及其加工過程進行控制的一種用數字化信息對機床運動及其加工過程進行控制的一種技術。技術。13主要內容CNC第第0 0章章 緒論緒論0.2 0.2 數控技術的基本概念數控技術的基本概念計算機數控系統(tǒng)（計算機數控系統(tǒng)（Computer Numerical Control CNC ）以計算）以計算機為核心的數控系統(tǒng)。機為核心的數控系統(tǒng)。數控機床（數控機床（ Numerical Control Machine Tools） 是裝有數字控制系是裝有數字控制系統(tǒng)的機床，該系統(tǒng)能夠處理加工程序統(tǒng)的機床，該系統(tǒng)能夠處理加

10、工程序,控制機床自動完成各種加工控制機床自動完成各種加工運動和輔助運動。運動和輔助運動。數控系統(tǒng)（數控系統(tǒng)（Numerical Control System）是一種程序控制系統(tǒng)，它是一種程序控制系統(tǒng)，它能邏輯地處理輸入到系統(tǒng)中的數控加工程序，控制機床運動并加工出零能邏輯地處理輸入到系統(tǒng)中的數控加工程序，控制機床運動并加工出零件，件，其核心是數控裝置。其核心是數控裝置。14主要內容數數控控系系統(tǒng)統(tǒng)組組成成 機床機床I/OI/O電路和裝置電路和裝置檢測裝置檢測裝置主軸驅動裝置主軸驅動裝置進給驅動裝置進給驅動裝置主軸伺服單元主軸伺服單元進給伺服單元進給伺服單元計算機計算機數數控控裝裝置置操作面板操作

11、面板PLC計算機數控系統(tǒng)計算機數控系統(tǒng)機機床床輔助控制機構輔助控制機構進給傳動機構進給傳動機構主運動機構主運動機構輸入輸出輸入輸出裝置裝置CNC0.3 0.3 數控機床組成及工作過程數控機床組成及工作過程第第0 0章章 緒論緒論15主要內容CNC第第0 0章章 緒論緒論0.3 0.3 數控機床組成及工作過程數控機床組成及工作過程（1 1）控制面板）控制面板它是操作人員與數控裝置進行信息交流的工具。組成：操作按鈕、狀態(tài)指示燈、按鍵陣列（功能與計算機鍵盤一樣）和顯示器。是數控機床特有部件。16主要內容數數控控系系統(tǒng)統(tǒng)組組成成 機床機床I/OI/O電路和裝置電路和裝置檢測裝置檢測裝置主軸驅動裝置主軸

12、驅動裝置進給驅動裝置進給驅動裝置主軸伺服單元主軸伺服單元進給伺服單元進給伺服單元計算機計算機數數 控控 裝裝 置置 操作面板操作面板PLC計算機數控系統(tǒng)計算機數控系統(tǒng)機機床床輔助控制機構輔助控制機構進給傳動機構進給傳動機構主運動機構主運動機構輸入輸出輸入輸出裝置裝置CNC第第0 0章章 緒論緒論0.3 0.3 數控機床組成及工作過程數控機床組成及工作過程17主要內容數控系統(tǒng)與外部設備進行交互的裝置。交互的信息通常是零件加工程序零件加工程序。可以通過多種方式獲得數控加工程序: 穿孔紙帶 MDI（Manual Data Input）方式 軟驅 USB接口 RS232C接口 DNC接口 CNC第第0

13、 0章章 緒論緒論0.3 0.3 數控機床組成及工作過程數控機床組成及工作過程（2 2）輸入輸出裝置）輸入輸出裝置18主要內容數數控控系系統(tǒng)統(tǒng)組組成成 機床機床I/OI/O電路和裝置電路和裝置檢測裝置檢測裝置主軸驅動裝置主軸驅動裝置進給驅動裝置進給驅動裝置主軸伺服單元主軸伺服單元進給伺服單元進給伺服單元計算機計算機數數 控控裝裝 置置 操作面板操作面板PLC計算機數控系統(tǒng)計算機數控系統(tǒng)機機床床輔助控制機構輔助控制機構進給傳動機構進給傳動機構主運動機構主運動機構輸入輸出輸入輸出裝置裝置CNC第第0 0章章 緒論緒論0.3 0.3 數控機床組成及工作過程數控機床組成及工作過程19主要內容CNC第第

14、0 0章章 緒論緒論0.3 0.3 數控機床組成及工作過程數控機床組成及工作過程（3 3）計算機數控裝置）計算機數控裝置組成：計算機系統(tǒng)、位置控制板、PLC接口板，通訊接口板、特殊功能模塊以及相應的控制軟件。作用：根據輸入的零件加工程序進行相應的處理，然后輸出控制命令到伺服驅動裝置和PLC。CNC裝置是CNC系統(tǒng)的核心。20主要內容數數控控系系統(tǒng)統(tǒng)組組成成 機床機床I/OI/O電路和裝置電路和裝置檢測裝置檢測裝置主軸驅動裝置主軸驅動裝置進給驅動裝置進給驅動裝置主軸伺服單元主軸伺服單元進給伺服單元進給伺服單元計算機計算機數數 控控 裝裝 置置 操作面板操作面板PLC計算機數控系統(tǒng)計算機數控系統(tǒng)機

15、機 床床輔助控制機構輔助控制機構進給傳動機構進給傳動機構主運動機構主運動機構輸入輸出輸入輸出設備設備CNC第第0 0章章 緒論緒論0.3 0.3 數控機床組成及工作過程數控機床組成及工作過程21主要內容(4(4）伺服單元、驅動裝置和檢測裝置）伺服單元、驅動裝置和檢測裝置 主軸伺服單元和主軸電機 進給伺服單元和進給電機檢測裝置 位置和速度測量裝置。以實現進給伺服系統(tǒng)的閉環(huán)控制。作用 保證靈敏、準確地跟蹤CNC裝置指令：進給運動指令：實現零件加工的成形運動（速度和位置控制）。主軸運動指令，實現零件加工的切削運動（速度控制）CNC第第0 0章章 緒論緒論0.3 0.3 數控機床組成及工作過程數控機床

16、組成及工作過程22主要內容數數控控系系統(tǒng)統(tǒng)組組成成 機床機床I/OI/O電路和裝置電路和裝置檢測裝置檢測裝置主軸驅動裝置主軸驅動裝置進給驅動裝置進給驅動裝置主軸伺服單元主軸伺服單元進給伺服單元進給伺服單元計算機計算機數數 控控 裝裝 置置 操作面板操作面板PLC計算機數控系統(tǒng)計算機數控系統(tǒng)機機 床床輔助控制機構輔助控制機構進給傳動機構進給傳動機構主運動機構主運動機構輸入輸出輸入輸出設備設備CNC第第0 0章章 緒論緒論0.3 0.3 數控機床組成及工作過程數控機床組成及工作過程23主要內容（5 5）PLCPLC、機床、機床I/OI/O電路和和裝置電路和和裝置 -PLC -PLC (Progra

17、mmable Logic Controller):用于完成與邏輯運算有關順序動作的I/O控制,它由硬件和軟件組成； - -機床機床I/OI/O電路和裝置電路和裝置:實現I/O控制的執(zhí)行部件(由繼電器、電磁閥、行程開關、接觸器等組成的邏輯電路）; -功能: 接受CNC的M、S、T指令,譯碼并轉換成對應的控制信號,控制輔助裝置完成機床相應的開關動作；接受操作面板和機床側的I/O信號,送給CNC裝置,經其處理后,輸出指令控制CNC系統(tǒng)的工作狀態(tài)和機床的動作。CNC第第0 0章章 緒論緒論0.3 0.3 數控機床組成及工作過程數控機床組成及工作過程24主要內容數數控控系系統(tǒng)統(tǒng)組組成成 機床機床I/OI

18、/O電路和裝置電路和裝置檢測裝置檢測裝置主軸驅動裝置主軸驅動裝置進給驅動裝置進給驅動裝置主軸伺服單元主軸伺服單元進給伺服單元進給伺服單元計算機計算機數數 控控 裝裝 置置 操作面板操作面板PLC計算機數控系統(tǒng)計算機數控系統(tǒng)機機 床床輔助控制機構輔助控制機構進給傳動機構進給傳動機構主運動機構主運動機構輸入輸出輸入輸出設備設備CNC第第0 0章章 緒論緒論0.3 0.3 數控機床組成及工作過程數控機床組成及工作過程25（6 6）機床本體）機床本體機床本體組成機床本體組成CNC0.3 0.3 數控機床組成及工作過程數控機床組成及工作過程主運動部件、進給運動部件支承件（立柱、床身等）特殊裝置（刀具自動

19、交換、 工件自動交換系統(tǒng)）輔助裝置（如排屑裝置等）第第0 0章章 緒論緒論是實現制造加工的執(zhí)行部件26工藝處理工藝處理加工圖紙加工圖紙數學處理數學處理編程手冊編程手冊數控編程數控編程程序仿真程序仿真輸輸入入裝裝置置加工程加工程序序毛坯或半成品毛坯或半成品數數控控系系統(tǒng)統(tǒng)機床本體機床本體程序編制程序編制成品成品譯碼譯碼 、數據處理、插補、伺服驅動、數據處理、插補、伺服驅動N5 G01 G41 X100.0 Y100.0 D01 F100 M08;CNC（7 7）數控機床工作過程）數控機床工作過程第第0 0章章 緒論緒論0.3 0.3 數控機床組成及工作過程數控機床組成及工作過程27主要內容適應性

20、、靈活性好適應性、靈活性好 精度高、質量穩(wěn)定精度高、質量穩(wěn)定 生產效率高生產效率高 勞動強度低、勞動條件好勞動強度低、勞動條件好有利于現代化生產與管理有利于現代化生產與管理 使用、維護技術要求高使用、維護技術要求高 CNC0.4 0.4 數控機床的特點與分類數控機床的特點與分類數控機床的特點數控機床的特點:第第0 0章章 緒論緒論28主要內容數控機床的分類數控機床的分類 (Types)(Types)分分 類類 方方 法法數控機床類型數控機床類型按運動方式按運動方式點位點位控制控制數控機床數控機床直線直線控制控制數控機床數控機床輪廓輪廓控制控制數控機床數控機床按控制方式按控制方式開環(huán)控制開環(huán)控制

21、數控機床數控機床半閉環(huán)控制半閉環(huán)控制數控機床數控機床閉環(huán)控制閉環(huán)控制數控機床數控機床按功能水平按功能水平經濟型經濟型數控機床數控機床中檔型中檔型數控機床數控機床高檔型高檔型數控機床數控機床按工藝用途按工藝用途金屬切削金屬切削數控機床數控機床金屬成形金屬成形數控機床數控機床特種加工特種加工數控機床數控機床CNC第第0 0章章 緒論緒論0.4 0.4 數控機床的特點與分類數控機床的特點與分類29主要內容點位控制點位控制 (Point to Point Control Systems) (Point to Point Control Systems) 僅實現刀具相對于工件從一點到另 一點的精確定位運

22、動；對軌跡不作控制要求；運動過程中不進行任何加工。適用范圍：數控鉆床、數控鏜床、 數控沖床和數控測量機。CNC第第0 0章章 緒論緒論0.4.1 0.4.1 按運動方式分類按運動方式分類30主要內容直線控制：直線控制： 不僅要求控制點到點的精確定位，而且要求機床工不僅要求控制點到點的精確定位，而且要求機床工作臺或刀具（刀架）以給定的進給速度，沿平行于坐標作臺或刀具（刀架）以給定的進給速度，沿平行于坐標軸的方向或與坐標軸成軸的方向或與坐標軸成4545角的方向進行直線移動和切削角的方向進行直線移動和切削加工。加工。CNC第第0 0章章 緒論緒論0.4.1 0.4.1 按運動方式分類按運動方式分類3

23、1主要內容 輪廓控制輪廓控制 (Contouring Control Systems)(Contouring Control Systems)CNCTL1L2L L3L4L5L6LX XY YXY輪廓控制輪廓控制 不僅對坐標的移動量進行控制，而且對各坐標的速度及它們之間不僅對坐標的移動量進行控制，而且對各坐標的速度及它們之間比率都要行嚴格控制，以便加工出給定的軌跡。比率都要行嚴格控制，以便加工出給定的軌跡。第第0 0章章 緒論緒論0.4.1 0.4.1 按運動方式分類按運動方式分類32主要內容 輪廓控制輪廓控制 (Contouring Control Systems)(Contouring C

24、ontrol Systems)對多個坐標軸同時進行控制，使之協調運動對多個坐標軸同時進行控制，使之協調運動( (坐標聯動坐標聯動) )，使刀具相對工件按程序規(guī)定的軌跡和速度運動，在使刀具相對工件按程序規(guī)定的軌跡和速度運動，在運動過程中進行連續(xù)切削加工。運動過程中進行連續(xù)切削加工。適用范圍：適用范圍：數控車床、數控銑床、加工中心等用于加數控車床、數控銑床、加工中心等用于加工曲線和曲面的機床。工曲線和曲面的機床。CNC第第0 0章章 緒論緒論0.4.1 0.4.1 按運動方式分類按運動方式分類33主要內容兩坐標加工兩坐標加工 三坐標加工三坐標加工 YXO2O1BZO四坐標加工四坐標加工 ZP(x,

25、y,z)nO刀位點BCXYZ五坐標加工五坐標加工 CNC二軸半加工二軸半加工 第第0 0章章 緒論緒論0.4.1 0.4.1 按運動方式分類按運動方式分類34主要內容開環(huán)控制開環(huán)控制 (Open-Loop Servo-Drive)步步進進驅驅動動器器指令脈沖指令脈沖步進電機步進電機工作臺工作臺CNC第第0 0章章 緒論緒論0.4.2 0.4.2 按控制方式分類按控制方式分類35主要內容開環(huán)控制開環(huán)控制 (Open-Loop Servo-Drive)特點特點: :沒有位置檢測裝置，指令信號是單向的。結構簡單，制沒有位置檢測裝置，指令信號是單向的。結構簡單，制造成本較低，價格便宜造成本較低，價格便

26、宜, , 精度一般不高。用于經濟型數控車、精度一般不高。用于經濟型數控車、銑、線切割機床。銑、線切割機床。 電機電機機械執(zhí)行部件機械執(zhí)行部件A相、相、B相相C相、相、f、nCNCCNC插 補插 補指令指令脈沖頻率脈沖頻率f脈沖個數脈沖個數n換算換算脈沖環(huán)脈沖環(huán)形分配形分配變換變換功率功率放大放大CNC第第0 0章章 緒論緒論0.4.2 0.4.2 按控制方式分類按控制方式分類36半閉環(huán)控制半閉環(huán)控制(Half-Closed-Loop Servo-Drive) CNC速度控制速度控制電路電路工作臺工作臺伺服電機伺服電機位置比較位置比較電路電路指令脈沖指令脈沖速度反饋速度反饋位置反饋位置反饋檢測元

27、件檢測元件第第0 0章章 緒論緒論0.4.2 0.4.2 按控制方式分類按控制方式分類37特點特點: :帶有位置檢測裝置，常安裝在伺服電機上或絲杠的端帶有位置檢測裝置，常安裝在伺服電機上或絲杠的端部，通過檢測伺服電機或絲杠的角位移間接計算出機床工作部，通過檢測伺服電機或絲杠的角位移間接計算出機床工作臺等執(zhí)行部件的實際位置值，然后與指令位置值進行比較，臺等執(zhí)行部件的實際位置值，然后與指令位置值進行比較，進行差值控制。進行差值控制。閉環(huán)控制環(huán)內不包括絲杠螺母副及機床工作臺導軌副閉環(huán)控制環(huán)內不包括絲杠螺母副及機床工作臺導軌副等大慣量環(huán)節(jié)，因此可以獲得穩(wěn)定的控制特性，而且等大慣量環(huán)節(jié)，因此可以獲得穩(wěn)定

28、的控制特性，而且調試比較方便，價格也較全閉環(huán)系統(tǒng)便宜。調試比較方便，價格也較全閉環(huán)系統(tǒng)便宜。 CNC第第0 0章章 緒論緒論0.4.2 0.4.2 按控制方式分類按控制方式分類半閉環(huán)控制半閉環(huán)控制(Half-Closed-Loop Servo-Drive) 38主要內容閉環(huán)控制閉環(huán)控制(Closed-Loop Servo-Drive )特點特點: :帶有位置檢測裝置帶有位置檢測裝置, ,安裝在機床刀架或工作臺等執(zhí)行部件安裝在機床刀架或工作臺等執(zhí)行部件上上, ,隨時檢測執(zhí)行部件的實際位置。差值控制，誤差修正，直到隨時檢測執(zhí)行部件的實際位置。差值控制，誤差修正，直到消除。加工精度很高消除。加工精度

29、很高, ,但由于它將絲杠螺母副及工作臺導軌副但由于它將絲杠螺母副及工作臺導軌副這些大慣量環(huán)節(jié)放在閉環(huán)之內這些大慣量環(huán)節(jié)放在閉環(huán)之內, ,系統(tǒng)穩(wěn)定性受到影響系統(tǒng)穩(wěn)定性受到影響, ,調試困調試困難難, ,且結構復雜、價格昂貴。且結構復雜、價格昂貴。 位置反饋位置反饋速度控制速度控制電路電路工作臺工作臺伺服電機伺服電機位置比較位置比較電路電路指令脈沖指令脈沖速度反饋速度反饋檢測元件檢測元件CNC第第0 0章章 緒論緒論0.4.2 0.4.2 按控制方式分類按控制方式分類39主要內容經濟型數控機床經濟型數控機床 步進電機實現的開環(huán)驅動，功能簡單、價格低廉、步進電機實現的開環(huán)驅動，功能簡單、價格低廉、精

30、度中等，能滿足加工形狀比較簡單的直線、圓弧及精度中等，能滿足加工形狀比較簡單的直線、圓弧及螺紋加工。一般控制軸數在螺紋加工。一般控制軸數在3 3軸以下，脈沖當量（分辨軸以下，脈沖當量（分辨率）多為率）多為0.01mm0.01mm，快速進給速度在，快速進給速度在10m10mminmin以下。以下。 CNC0.4.3 0.4.3 按功能水平分類按功能水平分類第第0 0章章 緒論緒論40主要內容中檔型數控機床中檔型數控機床 采用交流或直流伺服電機實現半閉環(huán)驅動，能實現采用交流或直流伺服電機實現半閉環(huán)驅動，能實現4 4軸軸或或4 4軸以下聯動控制，脈沖當量為軸以下聯動控制，脈沖當量為1 1 m m，進

31、給速度為，進給速度為15-15-24m24mminmin，一般采用，一般采用1616位或位或3232位處理器，具有位處理器，具有RS232CRS232C通通信接口、信接口、DNCDNC接口和內裝接口和內裝PLCPLC，具有圖形顯示功能及面向，具有圖形顯示功能及面向用戶的宏程序功能。用戶的宏程序功能。 CNC第第0 0章章 緒論緒論0.4.3 0.4.3 按功能水平分類按功能水平分類41主要內容高檔型數控機床高檔型數控機床采用交流伺服電機形成閉環(huán)驅動，開始采用直線伺服電采用交流伺服電機形成閉環(huán)驅動，開始采用直線伺服電機，能實現機，能實現5軸以上聯動，脈沖當量（分辨率）為軸以上聯動，脈沖當量（分辨

32、率）為0.1-1 m，進給速度可達，進給速度可達100mmin以上。一般采用以上。一般采用32位以上位以上微處理器，形成多微處理器，形成多CPU結構。編程功能強，具有智能診結構。編程功能強，具有智能診斷、聯網和通信功能。斷、聯網和通信功能。 CNC第第0 0章章 緒論緒論0.4.3 0.4.3 按功能水平分類按功能水平分類42主要內容金屬切削數控機床金屬切削數控機床金屬成形數控機床金屬成形數控機床特種加工數控機床特種加工數控機床按工藝方法分按工藝方法分:CNC第第0 0章章 緒論緒論0.4.4 0.4.4 按工藝方法分類按工藝方法分類43主要內容按按工工藝藝方方法法分分數數控控車車床床CNC第

33、第0 0章章 緒論緒論0.4.4 0.4.4 按工藝方法分類按工藝方法分類44主要內容數數控控銑銑床床CNC第第0 0章章 緒論緒論0.4.4 0.4.4 按工藝方法分類按工藝方法分類45主要內容加工加工中心中心CNC第第0 0章章 緒論緒論0.4.4 0.4.4 按工藝方法分類按工藝方法分類46主要內容數控彎管機CNC第第0 0章章 緒論緒論0.4.4 0.4.4 按工藝方法分類按工藝方法分類47主要內容按按工工藝藝方方法法分分電火花線切割機床電火花線切割機床CNC第第0 0章章 緒論緒論0.4.4 0.4.4 按工藝方法分類按工藝方法分類采用鉬絲或硬性黃銅絲作采用鉬絲或硬性黃銅絲作為電極絲

34、，電極絲在高頻為電極絲，電極絲在高頻脈沖電壓作用下，擊穿液脈沖電壓作用下，擊穿液體介質，形成火花放電，體介質，形成火花放電，同時產生大量的熱，使工同時產生大量的熱，使工件表面的金屬局部熔化甚件表面的金屬局部熔化甚至氣化，加上液體介質的至氣化，加上液體介質的沖洗作用，以及通過控制沖洗作用，以及通過控制器控制拖板運動，使電極器控制拖板運動，使電極絲按預定的軌跡進行切割絲按預定的軌跡進行切割加工。加工。48主要內容按按工工藝藝方方法法分分CNC數控加工示例數控加工示例: :第第0 0章章 緒論緒論49主要內容按按工工藝藝方方法法分分CNC數控加工示例數控加工示例: :第第0 0章章 緒論緒論50主要

35、內容按按工工藝藝方方法法分分CNC數控加工示例數控加工示例: :五軸銑削五軸銑削葉片加工葉片加工第第0 0章章 緒論緒論51主要內容CNC數控加工示例數控加工示例: :激激光光切切割割加加工工第第0 0章章 緒論緒論52主要內容CNC數控加工示例數控加工示例: :水水刀刀切切割割機機第第0 0章章 緒論緒論53主要內容（1 1）數控機床的發(fā)展展望）數控機床的發(fā)展展望CNC0.5 0.5 數控機床及數控技術的發(fā)展趨勢數控機床及數控技術的發(fā)展趨勢第第0 0章章 緒論緒論自動控制理論及伺服驅動技術自動控制理論及伺服驅動技術自動控制理論和伺服驅動技術對數控機床的功能、動態(tài)性能和控制品質具有決定性的影響

36、。對一個具體的控制裝置或系統(tǒng)的設計、仿真和現場調試中，自動控制理論具有重要的理論指導作用。在伺服速度控制環(huán)采用前饋控制，使傳統(tǒng)的位置環(huán)控制的跟蹤滯后現象得到了很大改善，而且增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和伺服精度。為了適應不同類型數控機床復雜的控制算法，伺服系統(tǒng)的位置環(huán)和速度環(huán)采用軟件控制。目前交流伺服電動機驅動逐步取代了其他驅動，與之配套的電力電子技術，提供了瞬時輸出很大的峰值電流和完善的保護功能。54主要內容（1 1）數控機床的發(fā)展展望）數控機床的發(fā)展展望CNC0.5 0.5 數控機床及數控技術的發(fā)展趨勢數控機床及數控技術的發(fā)展趨勢第第0 0章章 緒論緒論計算機及信息處理技術計算機及信息處理技術計算機

37、技術包括計算機軟件和硬件技術、數據庫技術以及網絡通信技術。信息處理技術包括信息的存取、運算、判斷、決策和交換，計算機作為信息處理的工具，兩者之間具有極為密切的關系。數控系統(tǒng)中計算機指揮和管理整個系統(tǒng)的有序運行，信息處理的速度、及時和正確將直接影響系統(tǒng)的工作質量和效率。數控系統(tǒng)還引入人工智能、專家系統(tǒng)、模糊控制、人工神經網絡和仿真等技術。55主要內容（1 1）數控機床的發(fā)展展望）數控機床的發(fā)展展望CNC0.5 0.5 數控機床及數控技術的發(fā)展趨勢數控機床及數控技術的發(fā)展趨勢第第0 0章章 緒論緒論精密機械技術精密機械技術精密機械技術是數控機床的基礎，包括精密機械設計和精密機械加工兩個方面。對一臺

38、數控機床而言，機械結構和傳動占了很大比例，因此不斷發(fā)展各種新的設計計算方法和新型結構，采用新材料和新工藝，使新一代數控機床的本機具有高精度、高速度、高可靠性、體積小、質量小、維護方便和價格低廉的機械結構。56主要內容（1 1）數控機床的發(fā)展展望）數控機床的發(fā)展展望CNC0.5 0.5 數控機床及數控技術的發(fā)展趨勢數控機床及數控技術的發(fā)展趨勢第第0 0章章 緒論緒論精密檢測和智能化傳感技術精密檢測和智能化傳感技術精密檢測和傳感技術是閉環(huán)和半閉環(huán)控制系統(tǒng)中的關鍵技術，檢測和傳感裝置是實現自動控制的關鍵環(huán)節(jié)之一。精密檢測和傳感的精度與功能直接影響自動控制的品質，在精度補償方面發(fā)揮重要作用。精密檢測的

39、關鍵元件是傳感器，數控系統(tǒng)要求傳感器能快速、精確地獲取信息，并在各種各樣的工作環(huán)境下能夠可靠地運行。與計算機技術的發(fā)展相比，傳感與檢測技術的發(fā)展相對滯后。57主要內容（1 1）數控機床的發(fā)展展望）數控機床的發(fā)展展望CNC0.5 0.5 數控機床及數控技術的發(fā)展趨勢數控機床及數控技術的發(fā)展趨勢第第0 0章章 緒論緒論網絡和通信技術網絡和通信技術隨著計算機技術在通信領域的廣泛應用，正在對數控機床和以數控機床為基礎的柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)以及計算機集成制造系統(tǒng)產生重大影響。通過網絡仿真使零件從概念到數控機床上完成加工的全部過程已在工業(yè)化國家成功實現。計算機網絡和通信技術可以充分實現信息資源共享。

40、通過網絡和通信技術實現無紙化的遠程管理和監(jiān)控，可以方便地進行產品異地加工、裝配和調試。58（2 2）直接數字控制）直接數字控制(DNC)(DNC)CNC0.5 0.5 數控機床及數控技術的發(fā)展趨勢數控機床及數控技術的發(fā)展趨勢第第0 0章章 緒論緒論70年代，DNC的含義由簡單的直接數字控制發(fā)展到分布式數字控制。不但具有直接數字控制的所有功能，而且具有系統(tǒng)信息收集、系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)視以及系統(tǒng)控制等功能。80年代，開始著眼于車間的信息集成，針對車間的生產計劃，技術準備，加工操作等基本作業(yè)進行集中監(jiān)控與分散控制，把生產任務通過局域網分配給各個加工單元，并使之信息相互交換。20世紀60年代，將若干臺數控設備

41、直接連接在一臺中央計算機上，由中央計算機負責NC程序的管理和傳送。目的主要是為了解決早期數控設備因使用紙帶輸入數控加工程序而引起的一系列問題和早期數控設備的高成本等問題。59主要內容（3 3）柔性制造系統(tǒng)）柔性制造系統(tǒng)(FMS)(FMS)CNC0.5 0.5 數控機床及數控技術的發(fā)展趨勢數控機床及數控技術的發(fā)展趨勢第第0 0章章 緒論緒論柔性制造系統(tǒng)（簡稱FMS）是由數控加工設備、刀具系統(tǒng)、物料儲運裝置、質量檢控和計算機控制系統(tǒng)等組成的自動化制造系統(tǒng)。自動化制造系統(tǒng)。FMS控制器控制器對刀儀對刀儀刀具刀具I/O站站裝卸站裝卸站 加工中心加工中心A加工中心加工中心B換刀機器人換刀機器人物料運輸小

42、車物料運輸小車中央刀庫中央刀庫中央托盤區(qū)中央托盤區(qū)FMS-500示意圖示意圖 60柔性制造單元柔性制造單元 CNC0.5 0.5 數控機床及數控技術的發(fā)展趨勢數控機床及數控技術的發(fā)展趨勢第第0 0章章 緒論緒論61柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng) CNC0.5 0.5 數控機床及數控技術的發(fā)展趨勢數控機床及數控技術的發(fā)展趨勢第第0 0章章 緒論緒論62主要內容（4 4）計算機集成制造系統(tǒng)）計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)(CIMS)CNC0.5 0.5 數控機床及數控技術的發(fā)展趨勢數控機床及數控技術的發(fā)展趨勢第第0 0章章 緒論緒論由一個多級計算機控制硬件結構，配合一套訂貨、銷售、設計、制造和管理綜合為

43、一體的軟件系統(tǒng)所構成的全盤自動化制造系統(tǒng)。包括制造工廠的生產和經營的全部活動，應具有經營管理，工程設計和加工制造等主要功能。通常由管理信息分系統(tǒng)、設計自動化分系統(tǒng)、制造自動化分系統(tǒng)、質量保證分系統(tǒng)和計算機網絡分系統(tǒng)和數據庫分系統(tǒng)六個部分組成。63主要內容（4 4）計算機集成制造系統(tǒng)）計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)(CIMS)CNC0.5 0.5 數控機床及數控技術的發(fā)展趨勢數控機床及數控技術的發(fā)展趨勢第第0 0章章 緒論緒論C CI IM MS S組組成成框框架架圖圖64主要內容CNC0.5 0.5 數控機床及數控技術的發(fā)展趨勢數控機床及數控技術的發(fā)展趨勢第第0 0章章 緒論緒論計算機集成制造

44、系統(tǒng)計算機集成制造系統(tǒng)CIMSCIMS系統(tǒng)的分系統(tǒng)關聯系統(tǒng)的分系統(tǒng)關聯65CNC 第第0 0章章 緒論緒論（5）數控技術發(fā)展趨勢）數控技術發(fā)展趨勢0.5 0.5 數控機床及數控技術的發(fā)展趨勢數控機床及數控技術的發(fā)展趨勢66主要內容主軸高速化：采用電主軸（內裝式主軸電機），即主軸電機的轉主軸高速化：采用電主軸（內裝式主軸電機），即主軸電機的轉子軸就是主軸部件。子軸就是主軸部件。 主軸最高轉速達主軸最高轉速達100000r/min100000r/min以上。以上。 主軸轉速的最高加（減）速為主軸轉速的最高加（減）速為1.0g1.0g以上以上 。換刀速度換刀速度 0.90.9秒（刀到刀）秒（刀到刀）

45、 2.82.8秒（切削到切削）秒（切削到切削）工作臺（托盤）交換速度工作臺（托盤）交換速度 6.36.3秒秒數控技術的發(fā)展趨勢數控技術的發(fā)展趨勢CNC 高速化高速化第第0 0章章 緒論緒論67主要內容 提高機械設備的制造和裝配精度；提高機械設備的制造和裝配精度； 提高提高CNCCNC系統(tǒng)的控制精度；系統(tǒng)的控制精度； 采用誤差補償技術。采用誤差補償技術。 CNC（5 5）數控技術的發(fā)展趨勢）數控技術的發(fā)展趨勢提高提高CNCCNC系統(tǒng)的控制精度系統(tǒng)的控制精度采用高速插補技術，以微小程序段實現連續(xù)進給，使采用高速插補技術，以微小程序段實現連續(xù)進給，使CNCCNC控控制單位精細化制單位精細化; ;采用高分辨率位置檢測裝置，提高位置檢測精度（日本采用高分辨率位置檢測裝置，提高位置檢測精度（日本交流伺服電機已有裝上交流伺服電機已有裝上10106 6 脈沖脈沖/ /轉的內藏位置檢測器，其轉的內藏位置檢測器，其位置檢測精度能達到位置檢測精度能達到0.010.01 m m/ /脈沖）；脈沖）；位置伺服系統(tǒng)采用前饋控制等方法。位置伺服系統(tǒng)采用前饋控制等方法。高精化高精化第第0 0章章 緒論緒論68主要內容采用誤差補償技術采用誤差補償技術 采用反向間隙補償、絲桿螺距誤差補償和刀具誤采用反向間隙補償、絲桿螺距誤差補償和刀具誤差補償等技術差補償等技