機(jī)床數(shù)控原理及應(yīng)用培訓(xùn)講座

1、課程內(nèi)容v 緒論v 插補(bǔ)與刀補(bǔ)計(jì)算原理v CNC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制方法v 檢測裝置v 數(shù)控機(jī)床的伺服驅(qū)動系統(tǒng)v 數(shù)控機(jī)床的故障診斷 1. 1. 理論部分理論部分課程內(nèi)容 插補(bǔ)算法實(shí)驗(yàn) 步進(jìn)式伺服系統(tǒng) 檢測元件原理 CAD-CAM NC加工 簡易數(shù)控系統(tǒng) 數(shù)控編程加工 2. 2. 實(shí)驗(yàn)部分實(shí)驗(yàn)部分 課程實(shí)驗(yàn)課程實(shí)驗(yàn) 綜合實(shí)驗(yàn)綜合實(shí)驗(yàn)教材及參考書 選用教材： 機(jī)床數(shù)控原理與系統(tǒng) 西工大出版社 王潤孝 秦現(xiàn)生主編參考書目： 計(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC)系統(tǒng) 西工大出版社 彭炎午主編 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床 機(jī)械工業(yè)出版社 畢承恩 丁乃建編著 1-1 緒論一、 示例普通車床加工數(shù)控車床加工并聯(lián)機(jī)床二、數(shù)控機(jī)床的定義 數(shù)控：

2、 （Numerical Control， NC） 是一種借助數(shù)字、字符或其它符號對某一 工作過程（如加工、測量、裝配等）進(jìn)行 可編程控制的自動化方法。 數(shù)控機(jī)床： 用數(shù)控技術(shù)控制的機(jī)床稱為數(shù)控機(jī)床。二、數(shù)控機(jī)床的定義 數(shù)控機(jī)床的一般工作形式為：三、數(shù)控機(jī)床的組成 數(shù)控機(jī)床一般由控制介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、測量裝置和機(jī)床本體組成 。三、數(shù)控機(jī)床的組成 1 1、控制介質(zhì)、控制介質(zhì) 人和數(shù)控機(jī)床聯(lián)系的媒介物。 (也稱程序介質(zhì)、輸入介質(zhì)、信息載體) 控制介質(zhì)可以是穿孔帶，也可以是穿孔卡、磁帶、磁盤或其他可以儲存代碼的載體 ，有些直接集成在CAD/CAM中。三、數(shù)控機(jī)床的組成 2 2、數(shù)控裝置、數(shù)控裝

3、置 數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的中樞，在普通數(shù)控機(jī)床中一般由輸入裝置、存儲器、控制器、運(yùn)算器和輸出裝置組成。數(shù)控裝置接收輸入介質(zhì)的信息，并將其代碼加以識別、儲存、運(yùn)算，輸出相應(yīng)的指令脈沖以驅(qū)動伺服系統(tǒng)，進(jìn)而控制機(jī)床動作。在計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床中，由于計(jì)算機(jī)本身即含有運(yùn)算器、控制器等上述單元，因此其數(shù)控裝置的作用由一臺計(jì)算機(jī)來完成 。三、數(shù)控機(jī)床的組成 3 3、伺服系統(tǒng)、伺服系統(tǒng) 其作用是把來自數(shù)控裝置的脈沖 信號轉(zhuǎn)換成機(jī)床移動部件的運(yùn)動，包括信號放大和驅(qū)動元件。其性能好壞直接決定加工精度、表面質(zhì)量和生產(chǎn)率。 脈沖當(dāng)量 相對于每個(gè)脈沖信號，機(jī)床移動部件的位移，常見的有：0.01mm，0.005mm，0.001

4、mm三、數(shù)控機(jī)床的組成三、數(shù)控機(jī)床的組成 4 4、機(jī)床、機(jī)床 早期采用通用車床，現(xiàn)在采用了新的加強(qiáng)剛性、減小熱變形、提高精度等方面的技術(shù)使其發(fā)生了很大的變化。四、數(shù)控機(jī)床的工作原理 數(shù)控機(jī)床加工零件,首先要將被加工零件的圖樣及工藝信息數(shù)字化,用規(guī)定的代碼和程序格式編寫加工程序,然后將所編寫的程序指令輸入到機(jī)床的數(shù)控裝置中.數(shù)控裝置再將程序(代碼)進(jìn)行譯碼、運(yùn)算，向機(jī)床各個(gè)坐標(biāo)的伺服機(jī)構(gòu)和輔助控制裝置發(fā)出信號，驅(qū)動機(jī)床各運(yùn)動部件，控制所需要的運(yùn)動，最后加工出合格零件。四、數(shù)控機(jī)床的工作原理 從自動控制的角度來看，計(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC)系統(tǒng)是一種位置（軌跡）、速度（還包括電流）控制系統(tǒng)，其本質(zhì)上是以

5、多執(zhí)行部件(各運(yùn)動軸)的位移量、速度為控制對象并使其協(xié)調(diào)運(yùn)動的自動控制系統(tǒng)，是一種配有專用操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。四、數(shù)控機(jī)床的工作原理從外部特征來看，CNC系統(tǒng)是由硬件（通用硬件和專用硬件）和軟件（專用）兩大部分組成的。 五、數(shù)控機(jī)床的分類數(shù)控機(jī)床規(guī)格繁多，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)已有400多個(gè)品種規(guī)格?？梢园凑斩喾N原則來進(jìn)行分類。但歸納起來，常見的是以下面4種方法來分類的。 1. 按工藝用途分類2. 按運(yùn)動軌跡分類3. 按伺服系統(tǒng)的控制方式分類4. 按數(shù)控裝置分類1.按工藝用途分類一般數(shù)控機(jī)床：車銑鏜鉆磨等，功能與通用機(jī)床相似；但是可以加工復(fù)雜形狀的零件。 數(shù)控加工中心：在數(shù)控銑、鏜、鉆床的基礎(chǔ)上增

6、加了自動換刀裝置。帶刀庫，一次裝夾后可完成多工序加工。多坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床：坐標(biāo)軸大于3，能加工復(fù)雜形狀零件。2. 按運(yùn)動軌跡分類點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床：點(diǎn)點(diǎn)位置精確控制，保證的是定位精度，以慢快慢的運(yùn)動方式 如：鉆床、沖床、測量機(jī)等如圖 點(diǎn)位直線控制數(shù)控機(jī)床：位置控制+速度和路線控制，只能沿某個(gè)坐標(biāo)軸方向（平行或45）切削加工 輪廓控制數(shù)控機(jī)床：每點(diǎn)的位置+速度+路線控制，可對2坐標(biāo)或2坐標(biāo)以上坐標(biāo)軸進(jìn)行控制按運(yùn)動軌跡分類AB按運(yùn)動軌跡分類按運(yùn)動軌跡分類3. 按伺服系統(tǒng)的控制方式分類（1） 開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床（2） 閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床（3） 半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床（1）開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床（2）閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床（3

7、）半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床4. 按數(shù)控裝置分類硬件數(shù)控機(jī)床（NC） 速度快，但功能擴(kuò)展性和靈活性差軟件控制數(shù)控機(jī)床（CNC） 主要功能由軟件實(shí)現(xiàn)，軟件模塊化，便于擴(kuò)展六、數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及優(yōu)勢（1）采用了高性能的主軸及伺服傳動系統(tǒng)，機(jī)械結(jié)構(gòu) 得到簡化，傳動鏈較短；（2）為了使連續(xù)性自動化加工，機(jī)械結(jié)構(gòu)具有較高的動態(tài)剛度及耐磨性，熱變形??； （3）更多的采用高效率、高精度的傳動部件，如滾珠絲杠、直線滾動導(dǎo)軌等；（4）加工中心帶有刀庫、自動換刀裝置（5）采用輔助裝置：冷卻、排屑、防護(hù)、潤滑、儲運(yùn)等裝置1. 1. 設(shè)計(jì)特點(diǎn)設(shè)計(jì)特點(diǎn)七、數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及優(yōu)勢 適應(yīng)性強(qiáng)，適合加工單件小批量、復(fù)雜零件 加工零件一致

8、性好、重復(fù)精度高 高自動化、高效率 只要改變程序就可改變加工件，不需要大量復(fù)雜工裝夾具 可以采用復(fù)合工藝 有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化2. 2. 優(yōu)勢優(yōu)勢七、數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用經(jīng)過多年的發(fā)展，已形成種類繁多的CNC系統(tǒng)，應(yīng)用范圍也日益廣泛。主要包括：金屬切削金屬成型特種加工其它類型數(shù)數(shù)控控車車床床數(shù)數(shù)控控銑銑床床數(shù)控鉆床數(shù)控鉆床加工中心加工中心數(shù)控雕刻機(jī)床數(shù)控雕刻機(jī)床三座標(biāo)測量機(jī)三座標(biāo)測量機(jī)數(shù)控電火花成型機(jī)數(shù)控電火花成型機(jī)快速成型設(shè)備快速成型設(shè)備數(shù)控多工位沖床數(shù)控多工位沖床數(shù)控彎管機(jī)數(shù)控彎管機(jī)數(shù)控卷簧機(jī)數(shù)控卷簧機(jī)1-2 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展一、數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生一、數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生 在汽車、拖拉機(jī)等大量生產(chǎn)的

9、工業(yè)部門中，大都采用自動機(jī)床、組合機(jī)床和自動線。但這種設(shè)備的第一次投資費(fèi)用大，生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間長，這與改型頻繁、精度要求高、零件形狀復(fù)雜的艦船和宇航，以及其他國防工業(yè)的要求不相適應(yīng)。如果采用仿形機(jī)床，則要制造靠模，不僅生產(chǎn)周期長，精度亦受限制。 1-2 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展 第二次世界大戰(zhàn)以后，美國為了加速飛機(jī)工業(yè)的發(fā)展，要求革新一種樣板加工的設(shè)備。 1948年，美國帕森斯(Parsons)公司在研制加工直升飛機(jī)葉片輪廓檢查用樣板的機(jī)床時(shí)，提出了數(shù)控機(jī)床的初始設(shè)想。 1-2 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展 1952年，美國帕森斯公司和麻省理工學(xué)院研制成功了世界上第一臺數(shù)控機(jī)床。半個(gè)世紀(jì)以來，數(shù)控技術(shù)得到了迅

10、猛的發(fā)展，加工精度和生產(chǎn)效率不斷提高。數(shù)控機(jī)床的發(fā)展至今已經(jīng)歷了兩個(gè)階段和六代 。1-2 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展 1952年的第一代電子管數(shù)控機(jī)床 1959年的第二代晶體管數(shù)控機(jī)床 1965年的第三代集成電路數(shù)控機(jī)床 1970年的第四代小型計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床 1974年的第五代微型計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng) 1990年的第六代基于PC的數(shù)控機(jī)床二、發(fā)展及趨勢二、發(fā)展及趨勢1-2 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)不斷采用隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)不斷采用計(jì)算機(jī)、控制理論等領(lǐng)域的最新技術(shù)成就，使計(jì)算機(jī)、控制理論等領(lǐng)域的最新技術(shù)成就，使其朝著下述方向發(fā)展。其朝著下述方向發(fā)展。 1. 高速、高效

11、、高精度 2. 控制智能化 3. 網(wǎng)絡(luò)化 4. 數(shù)控系統(tǒng)開放化 5. 并聯(lián)機(jī)床 6. STEP-NC1-2 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展1.加工高速化、高精度化加工高速化、高精度化1）加工高速化）加工高速化 高速CPU芯片 主軸高速化，采用電主軸 采用全數(shù)字交流伺服 機(jī)床動、靜態(tài)性能的改善1-2 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展在分辨率為1m時(shí)，快進(jìn)速度達(dá)240m/min，可獲得復(fù)雜型面的精確加工加速度達(dá)2g主軸轉(zhuǎn)速已達(dá)200,000rpm換刀速度少于1 s1-2 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展2）加工高精度化）加工高精度化 提高機(jī)械的制造和裝配精度；提高機(jī)械的制造和裝配精度； 采用高速插補(bǔ)技術(shù)，以微小程序段實(shí)現(xiàn)連續(xù)采用高

12、速插補(bǔ)技術(shù)，以微小程序段實(shí)現(xiàn)連續(xù) 進(jìn)給，進(jìn)給，使使CNC控制單位精細(xì)化控制單位精細(xì)化 采用高分辨率位置檢測裝置，提高位置檢測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(jī)已有裝上精度（日本交流伺服電機(jī)已有裝上1000000 脈脈沖沖/轉(zhuǎn)的內(nèi)藏位置檢測器，其位置檢測精度能達(dá)轉(zhuǎn)的內(nèi)藏位置檢測器，其位置檢測精度能達(dá)到到0.01m/脈沖）脈沖） 位置伺服系統(tǒng)采用前饋控制與非線性控制等方法位置伺服系統(tǒng)采用前饋控制與非線性控制等方法1-2 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展采用反向間隙補(bǔ)償、絲桿螺距誤差補(bǔ)償和刀具誤差補(bǔ)償?shù)燃夹g(shù) 設(shè)備的熱變形誤差補(bǔ)償和空間誤差的綜合補(bǔ)償技術(shù)。研究表明，綜合誤差補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用

13、可將加工誤差減少6080。 1-2 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展2. 控制智能化隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，為滿足制造業(yè)生產(chǎn)柔性化、制造自動化發(fā)展需求，數(shù)控技術(shù)智能化程度不斷提高，體現(xiàn)在： 加工過程自適應(yīng)控制技術(shù)：加工過程自適應(yīng)控制技術(shù)：通過監(jiān)測主軸和進(jìn)給電機(jī)的功率、電流、電壓等信息，辯識出刀具的受力、磨損以及破損狀態(tài)，機(jī)床加工的穩(wěn)定性狀態(tài)；并實(shí)時(shí)修調(diào)加工參數(shù)（主軸轉(zhuǎn)速，進(jìn)給速度）和加工指令，使設(shè)備處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，以提高加工精度、降低工件表面粗糙度以及保證設(shè)備運(yùn)行的安全性1-2 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展加工參數(shù)的智能優(yōu)化：加工參數(shù)的智能優(yōu)化：將零件加工的一般規(guī)律、特殊工藝經(jīng)驗(yàn)，用現(xiàn)代智能方法，構(gòu)造基于專

14、家系統(tǒng)或基于模型的“加工參數(shù)的智能優(yōu)化與選擇”，獲得優(yōu)化的加工參數(shù)，提高編程效率和加工工藝水平，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間。使加工系統(tǒng)始終處于較合理和較經(jīng)濟(jì)的工作狀態(tài)。 智能化交流伺服驅(qū)動裝置：智能化交流伺服驅(qū)動裝置：自動識別負(fù)載、自動調(diào)整控制參數(shù)，包括智能主軸和智能化進(jìn)給伺服裝置，使驅(qū)動系統(tǒng)獲得最佳運(yùn)行。 1-2 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展智能故障診斷與自修復(fù)技術(shù)智能故障診斷與自修復(fù)技術(shù) 智能故障診斷技術(shù)：根據(jù)已有的故障信息，應(yīng)用現(xiàn)代智能方法，實(shí)現(xiàn)故障快速準(zhǔn)確定位。 智能故障自修復(fù)技術(shù)：根據(jù)診斷故障原因和部位，以自動排除故障或指導(dǎo)故障的排除技術(shù)。集故障自診斷、自排除、自恢復(fù)、自調(diào)節(jié)于一體，貫穿于全生命周期。

15、 智能故障診斷技術(shù)在有些數(shù)控系統(tǒng)中已有應(yīng)用，智能化自修復(fù)技術(shù)還在研究之中。1-2 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展3. 3. 加工網(wǎng)絡(luò)化加工網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化是先進(jìn)制造模式的要求，數(shù)控機(jī)床作為網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，有助于解決自動化孤島問題。支持網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，既滿足單機(jī)DNC需要，又能滿足FMC、FMS、CIMS、敏捷制造對基層設(shè)備集成要求。網(wǎng)絡(luò)資源共享。數(shù)控機(jī)床的遠(yuǎn)程（網(wǎng)絡(luò)）控制。數(shù)控機(jī)床故障的遠(yuǎn)程（網(wǎng)絡(luò)）診斷。 數(shù)控機(jī)床的遠(yuǎn)程（網(wǎng)絡(luò)）培訓(xùn)與教學(xué)（網(wǎng)絡(luò)數(shù)控 ）1-2 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展數(shù)控系統(tǒng)中采用網(wǎng)絡(luò)與光纖通訊技術(shù)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動和I/O的控制是數(shù)控技術(shù)的發(fā)展方向。由于技術(shù)封鎖等原因，各系統(tǒng)中光纖通訊采用的協(xié)議

16、沒有兼容性和互換性，要求伺服驅(qū)動器以及I/O模塊必須具有相應(yīng)協(xié)議的光纖通訊接口，這樣的系統(tǒng)軟硬件開放性較差，而且系統(tǒng)的成本也較高。 網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議：德國Intrtamat的SERCOS、美國DELTATAU的Mcro-Link、日本FANUC的SERVO-Link、日本三菱的Tro-Link，還有ARCNET、CAN Bus、Profibus、USB、IEEE1394 。1-2 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展4. 4. 數(shù)控系統(tǒng)的開放化數(shù)控系統(tǒng)的開放化1 1）傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)）傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn) 由生產(chǎn)廠家支配價(jià)格和結(jié)構(gòu)，各種接口不能通用。 功能集成停止在微電子技術(shù)的應(yīng)用上，而不是針對開放式的生產(chǎn)環(huán)境和

17、功能。對于不同的產(chǎn)品，操作、維護(hù)方法都必須進(jìn)行相應(yīng)的培訓(xùn)。 對于使用者，控制器成為黑盒子無法自行修改更新。 1-2 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展由于傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)的局限性，為滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求，數(shù)控系統(tǒng)需要具有：開放性：開放性：可重構(gòu)性、可維護(hù)性、允許用戶進(jìn)行二次開發(fā)模塊化：模塊化：具有平臺無關(guān)性 接口協(xié)議：接口協(xié)議：可傳遞性、可移植性 可進(jìn)化性：可進(jìn)化性：智能化 語言統(tǒng)一化：語言統(tǒng)一化：中性語言NML： FADL、OSEL 1-2 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展2 2）開放化數(shù)控系統(tǒng)的概念）開放化數(shù)控系統(tǒng)的概念數(shù)控系統(tǒng)可以在統(tǒng)一的運(yùn)行平臺上開發(fā)，面向機(jī)床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁數(shù)控功能，形成系列化

18、，并可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實(shí)現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明特色的名牌產(chǎn)品。1-2 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展3 3）開放式數(shù)控系統(tǒng)開放式數(shù)控系統(tǒng)（1）開放式數(shù)控裝置的概念結(jié)開放式數(shù)控裝置的概念結(jié)構(gòu)構(gòu)硬件配置單元軟件配置單元標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)硬件數(shù)控系統(tǒng)基本硬件數(shù)控功能應(yīng)用程序DOS(WINDOWS)實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)RTM應(yīng)用程序接口NC構(gòu)件庫1-2 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展（2）開放式數(shù)控系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)數(shù)控系統(tǒng)廠數(shù)控系統(tǒng)廠 品種減少、批量增加，易于滿足用戶要求；開放式的標(biāo)準(zhǔn)框架，促進(jìn)各行業(yè)的軟件廠商參與；軟件開發(fā)效率提高，產(chǎn)品更新加快。 機(jī)床廠機(jī)床廠 可使整機(jī)

19、具有個(gè)性化，降低開發(fā)成本。 減少對系統(tǒng)廠的依賴，保護(hù)自己專有技術(shù)。 最終用戶最終用戶 購買機(jī)床時(shí)的初期成本透明化； 能實(shí)現(xiàn)用戶自身獨(dú)特的FA系統(tǒng)設(shè)計(jì)； 用戶界面的一致性，易于使用和培訓(xùn)； 1-2 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展（3 3）開放式數(shù)控研究狀況）開放式數(shù)控研究狀況美國在20世紀(jì)90年代初提出了開發(fā)下一代控制器的計(jì)劃NGC(Next Generation Controller)，以后又提出了OMAC（Open Modular Architecture Control）計(jì)劃，重點(diǎn)開發(fā)以PC為平臺的開放式模塊化控制器。歐洲也在20世紀(jì)90年代初開始OSACA(Open System Architec

20、ture for Controls within Automation system)計(jì)劃，目標(biāo)是研制出開放式控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。1-2 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展由于技術(shù)等方面的限制，要在短期內(nèi)完全實(shí)現(xiàn)這種理想的開放式數(shù)控系統(tǒng)，還有不少困難。 目前開放式數(shù)控的一個(gè)具體表現(xiàn)就是發(fā)展基于PC的數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)的PC化正成為開放式數(shù)控系統(tǒng)一個(gè)潮流，代表了CNC發(fā)展的主要方向1-2 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展基于PC的開放式數(shù)控系統(tǒng)基本有3種結(jié)構(gòu)形式： 嵌入型 CNC嵌入型 全軟件CNC型 1-2 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展5. 5. 并聯(lián)機(jī)床并聯(lián)機(jī)床1）機(jī)床結(jié)構(gòu)技術(shù)上的突破性進(jìn)展當(dāng)屬20世紀(jì)90年代中期問世的并聯(lián)

21、機(jī)床。并聯(lián)機(jī)床是機(jī)器人技術(shù)、機(jī)床結(jié)構(gòu)技術(shù)、現(xiàn)代伺服驅(qū)動技術(shù)和數(shù)控技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，被稱為“21世紀(jì)的機(jī)床”1-2 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展 傳統(tǒng)機(jī)床基本上都遵循笛卡爾直角坐標(biāo)系的運(yùn)動原理被設(shè)計(jì)制造出來，其結(jié)構(gòu)為串聯(lián)結(jié)構(gòu)，存在懸臂部件，承受很大彎矩和扭矩，不容易獲得高的結(jié)構(gòu)剛度。另外，傳統(tǒng)機(jī)床組成環(huán)節(jié)多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，形成誤差迭加，限制了加工精度和速度的提高。1-2 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展2 2）我國自主研發(fā)的并聯(lián)機(jī)床樣機(jī)）我國自主研發(fā)的并聯(lián)機(jī)床樣機(jī)1-2 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展1-2 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展3 3）并聯(lián)機(jī)床的優(yōu)、缺點(diǎn)及發(fā)展熱點(diǎn)：）并聯(lián)機(jī)床的優(yōu)、缺點(diǎn)及發(fā)展熱點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 進(jìn)給速度快 ；精度高 ；

22、剛性好 ； 加速度高 ；安裝、維修方便 。局限： 工作空間小 ；姿態(tài)能力差 ； 運(yùn)動特性和力特性非線性。目前研究熱點(diǎn)： 混聯(lián)機(jī)床 。1-2 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展6. STEP-NC6. STEP-NC1 1）目前）目前CNCCNC系統(tǒng)的局限：系統(tǒng)的局限：數(shù)控代碼只定義了機(jī)床的運(yùn)動和動作，丟失了尺寸公差、精度要求、表面光潔度等大量信息 生成G代碼的過程單向不可逆，在加工車間做出的修改無法反饋到設(shè)計(jì)部門 各廠商開發(fā)的宏和擴(kuò)展EIA代碼，使系統(tǒng)間語言不具通用性，對G、M代碼的解釋也不盡相同不支持5軸銑、樣條數(shù)據(jù)、高速切削等功能 1-2 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展2）STEP-NC的出現(xiàn) STEP (Sta

23、ndard for the Exchange of Product model data) 即產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn) STEP-NC是STEP向數(shù)控領(lǐng)域的擴(kuò)展，它在STEP的基礎(chǔ)上以面向?qū)ο蟮男问綄a(chǎn)品的設(shè)計(jì)信息與制造信息聯(lián)系起來，拋棄了傳統(tǒng)數(shù)控程序中直接對坐標(biāo)軸和刀具動作進(jìn)行編碼的做法，采用了新的數(shù)據(jù)格式和面向特征的編程原則 1-2 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展 日本日本 FANUC1-2 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展德國肖特德國肖特1-2 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展美國哈挺美國哈挺1-2 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展瑞士米克朗瑞士米克朗1-2 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展德國斯賓納德國斯賓納TC系列系列1-2 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)

24、展韓國現(xiàn)代韓國現(xiàn)代1-2 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展日本東芝日本東芝1-2 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展美國新新那提美國新新那提思考與啟迪1. 社會發(fā)展的需要是動力. 機(jī)械產(chǎn)品的形狀和結(jié)構(gòu)不斷改進(jìn)、對加工質(zhì)量要求變高，而且單件、小批量產(chǎn)品增多（70%80%）。為了提高質(zhì)量、降低成本，要求機(jī)床具有較好的通用性和靈活性，以實(shí)現(xiàn)加工過程的自動化。2. 科技的發(fā)展是基礎(chǔ)?？萍嫉陌l(fā)展是基礎(chǔ)。 新材料的產(chǎn)生，機(jī)床和刀具都得到了改進(jìn)新材料的產(chǎn)生，機(jī)床和刀具都得到了改進(jìn) 計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，為數(shù)控技術(shù)提供了平臺計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，為數(shù)控技術(shù)提供了平臺 制造技術(shù)的提高，使數(shù)控機(jī)床的加工成為現(xiàn)實(shí)制造技術(shù)的提高，使數(shù)控機(jī)床的加工成為

25、現(xiàn)實(shí)思考與啟迪3. 3. 創(chuàng)新人才是新技術(shù)誕生的關(guān)鍵創(chuàng)新人才是新技術(shù)誕生的關(guān)鍵 具有創(chuàng)新思維的人才具有創(chuàng)新思維的人才 具有創(chuàng)新能力，勇于探索實(shí)踐具有創(chuàng)新能力，勇于探索實(shí)踐 鍥而不舍，勇攀高峰的勇氣鍥而不舍，勇攀高峰的勇氣思考與啟迪怎樣學(xué)好本門課程？ 深入學(xué)習(xí)，掌握基本概念 聯(lián)系實(shí)際，掌握基本技能 勤于思考，培養(yǎng)系統(tǒng)思維結(jié)束語 我國已將裝備制造業(yè)列為支柱產(chǎn)業(yè)，而數(shù)控機(jī)床我國已將裝備制造業(yè)列為支柱產(chǎn)業(yè)，而數(shù)控機(jī)床是實(shí)現(xiàn)裝備制造業(yè)現(xiàn)代化的基礎(chǔ)裝備。大力發(fā)展以數(shù)是實(shí)現(xiàn)裝備制造業(yè)現(xiàn)代化的基礎(chǔ)裝備。大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為國家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為國家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、

26、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。我們要展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。我們要順順應(yīng)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展潮流，實(shí)現(xiàn)數(shù)控裝備的跨越式應(yīng)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展潮流，實(shí)現(xiàn)數(shù)控裝備的跨越式發(fā)展，為加快我國成為世界制造業(yè)中心做出貢獻(xiàn)！發(fā)展，為加快我國成為世界制造業(yè)中心做出貢獻(xiàn)！ 1-3 數(shù)控機(jī)床的有關(guān)功能規(guī)定 使用數(shù)控機(jī)床的目的是要有效地高質(zhì)量地加工出合格的零件來，所謂合格的零件必須是符合圖紙要求的產(chǎn)品。而機(jī)床怎么會知道圖紙的要求呢?這必須由人來告訴它。人又是以何種方式、以什么規(guī)則和約定告訴給機(jī)床的呢?這就必須制定出數(shù)控機(jī)床程序編制的規(guī)則來。 一、程序段格式 程序段：是指為了完成某一動作要求所需的功能“字”的組合。 “字”是表示某一功能的一組代碼符號，如X2500為一個(gè)字，表示X向尺寸為2500；F20為一個(gè)字，表示進(jìn)給速度為20。 一、程序段格式1）常用功能字 一個(gè)程序段中，除了由地址符N為首的三位數(shù)組成的序號字(