第一章數(shù)控機床概述適用專業(yè)機設(shè)

1、第一章數(shù)控機床概述適用專業(yè)機設(shè)第一節(jié)第一節(jié) 數(shù)控機床的產(chǎn)生與發(fā)展數(shù)控機床的產(chǎn)生與發(fā)展第一章 數(shù)控機床概述第三節(jié)第三節(jié) 數(shù)控機床的組成和工作原理數(shù)控機床的組成和工作原理第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)控機床的分類數(shù)控機床的分類第二節(jié)第二節(jié) 數(shù)控機床的特點及適用范圍數(shù)控機床的特點及適用范圍第一節(jié) 數(shù)控機床的產(chǎn)生與發(fā)展 2.2.制造業(yè)的發(fā)展需求制造業(yè)的發(fā)展需求 產(chǎn)品日趨精密、復(fù)雜，改型頻繁，提出高性能、高精度和高自動化要求產(chǎn)品日趨精密、復(fù)雜，改型頻繁，提出高性能、高精度和高自動化要求一一. .產(chǎn)生背景產(chǎn)生背景1 1傳統(tǒng)機床的不足傳統(tǒng)機床的不足人工操作，勞動強度大人工操作，勞動強度大難以提高生產(chǎn)效率難以提高生產(chǎn)效率人

2、為誤差，難以保證質(zhì)量人為誤差，難以保證質(zhì)量難以加工復(fù)雜形狀的零件難以加工復(fù)雜形狀的零件不利于生產(chǎn)管理現(xiàn)代化不利于生產(chǎn)管理現(xiàn)代化1 1國外國外 19301930年，數(shù)控專利年，數(shù)控專利 19481948年，數(shù)控機床生產(chǎn)的萌芽年，數(shù)控機床生產(chǎn)的萌芽 1968 1968年，柔性制造系統(tǒng)年，柔性制造系統(tǒng)19741974年，采用微處理器年，采用微處理器 1990 1990年，采用基于工業(yè)年，采用基于工業(yè)PCPC的計算機數(shù)控系統(tǒng)的計算機數(shù)控系統(tǒng)2 2國內(nèi)國內(nèi) 20 20世紀(jì)世紀(jì)9090年代末，華中數(shù)控自主開發(fā)出基于年代末，華中數(shù)控自主開發(fā)出基于PC-NCPC-NC的的HNCHNC數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)二產(chǎn)生與發(fā)

3、展歷程二產(chǎn)生與發(fā)展歷程第一節(jié) 數(shù)控機床的產(chǎn)生與發(fā)展第一節(jié) 數(shù)控機床的產(chǎn)生與發(fā)展 4.4.數(shù)控技術(shù)的基本概念數(shù)控技術(shù)的基本概念數(shù)控技術(shù)： 用數(shù)字化的信息對機床運動及加工過程進行控制的一種方法。數(shù)控系統(tǒng)： 采用數(shù)控技術(shù)的控制系統(tǒng)。數(shù)控機床： 用數(shù)字技術(shù)實施加工控制的機床。 硬、軟件數(shù)控軟件數(shù)控第五代：微處理器數(shù)控(1974年)第四代：小型機數(shù)控硬件數(shù)控第三代：集成電路式第二代：晶體管分立元件式第一代：電子管、繼電器式 3 3數(shù)控系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展數(shù)控系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展1.設(shè)備情況 全國有一百家數(shù)控機床生產(chǎn)廠家。2002年進口數(shù)控花費44億美元，出口6億多數(shù)控系統(tǒng)：基于工業(yè)PC的計算機數(shù)控系統(tǒng)伺服系統(tǒng)：

4、開環(huán)、半閉環(huán)、閉環(huán)伺服系統(tǒng)，交直流伺服電機驅(qū)動檢測裝置：光柵尺、光電脈沖編碼器2.人才情況數(shù)量短缺：教育部的五大緊缺專業(yè)之一，大約缺人60萬區(qū)域不均待遇較高3.培訓(xùn)情況職業(yè)教育高校教育勞動部數(shù)控工藝人員培訓(xùn)4.數(shù)控賽事全國數(shù)控技能大賽，在人民大會堂頒獎，各省也組織數(shù)控技能大賽三國內(nèi)現(xiàn)狀三國內(nèi)現(xiàn)狀第一節(jié) 數(shù)控機床的產(chǎn)生與發(fā)展1.設(shè)備情況生產(chǎn)數(shù)控9臺教學(xué)數(shù)控16臺數(shù)控原理實驗臺3臺自動編程機房1個 (裝有CAXA軟件)2.課程安排金工實習(xí)(編程、操作)數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用數(shù)控加工工藝數(shù)控操作實訓(xùn)3.培訓(xùn)情況勞動部數(shù)控工藝人員培訓(xùn)：考試合格后勞動部發(fā)證，全國通用4.數(shù)控賽事主辦了第二屆全國數(shù)控技能大賽（甘

5、肅賽區(qū)）、學(xué)校的數(shù)控技能大賽四我校的現(xiàn)狀四我校的現(xiàn)狀第一節(jié) 數(shù)控機床的產(chǎn)生與發(fā)展五五. . 數(shù)控機床的發(fā)展趨勢數(shù)控機床的發(fā)展趨勢1 高速化 采用高速的32位以上的微處理器，可提高數(shù)控系統(tǒng)的分辨率及實現(xiàn)連續(xù)小程序段的高速、高精加工。日本產(chǎn)的FANUC15系統(tǒng)開發(fā)出64位CPU系統(tǒng)，能達(dá)到最小移動單位0.1um時，最大進給速度為100m/min；直線電機直接驅(qū)動；電主軸。2 多功能化3 智能化 引進了自適應(yīng)控制技術(shù).自適應(yīng)控制（Adaptive Control，簡稱AC）技術(shù)是能調(diào)節(jié)在加工過程中所測得的工作狀態(tài)特性，且能使切削過程達(dá)到并維持最佳狀態(tài)的技術(shù)。4 高精度化 通過減少數(shù)控系統(tǒng)誤差和采用補

6、償技術(shù)可提高數(shù)控機床的加工精度。5 高可靠性 通過提高數(shù)控系統(tǒng)的硬件質(zhì)量，采用模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化來提高其可靠性；更多地使用軟件。6 具有更高的通信功能 多臺數(shù)控機床組成生產(chǎn)線或DNC系統(tǒng)，配置網(wǎng)絡(luò)接口，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制加工第一節(jié) 數(shù)控機床的產(chǎn)生與發(fā)展六六. . 先進制造技術(shù)簡介先進制造技術(shù)簡介1、計算機直接數(shù)控系統(tǒng) ： 用一臺中央計算機直接控制和管理一群數(shù)控設(shè)備進行零件加工或裝配的系統(tǒng)。2、柔性制造單元和柔性制造系統(tǒng)： 由加工中心與工件自動交換裝置組成，同時，增加了自動檢測與工況自動監(jiān)控等功能。3、計算機集成制造系統(tǒng) ： 其核心是一個公用的數(shù)據(jù)庫，對信息資源進行存儲與管理，并與各個計算機

7、系統(tǒng)進行通信。第一節(jié) 數(shù)控機床的產(chǎn)生與發(fā)展第二節(jié) 數(shù)控機床的特點及適用范圍1.加工精度高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定2.勞動生產(chǎn)率高3.加工零件的適應(yīng)性強，靈活性好4.減輕工人勞動強度5.生產(chǎn)管理水平提高 數(shù)控機床適用范圍數(shù)控機床適用范圍一數(shù)控機床應(yīng)用的特點一數(shù)控機床應(yīng)用的特點二數(shù)控機床適用范圍二數(shù)控機床適用范圍 數(shù)控機床適用于品種變換頻繁、批量較小，加工方法區(qū)別大且復(fù)雜程度較高的零件。第三節(jié) 數(shù)控機床的組成和工作原理 數(shù)控機床一般由輸入輸出設(shè)備、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、測量反饋裝置和機床本體組成。1. 輸入輸出設(shè)備2. 數(shù)控裝置3. 伺服系統(tǒng)4. 測量反饋裝置5. 機床本體輸入輸出設(shè)備數(shù)控裝置伺服系統(tǒng)機床本體

8、測量反饋裝置數(shù)控機床組成圖一一. . 數(shù)控機床的組成數(shù)控機床的組成第三節(jié) 數(shù)控機床的組成和工作原理 1 1程序的編制程序的編制從零件圖樣到制成控制介質(zhì)的全部過程。2 2輸入輸入是把零件程序、控制參數(shù)和補償數(shù)據(jù)輸入到數(shù)控裝置中去。3 3譯碼譯碼將加工信息和其它輔助信息翻譯成計算機能識別的數(shù)據(jù)形式并存在指定的內(nèi)存專用區(qū)域。4 4刀具補償?shù)毒哐a償包括刀具半徑補償和刀具長度補償。5 5插補插補根據(jù)給定速度和輪廓線型的要求，在輪廓之間，確定中間點的方法。6 6位置控制和機床加工位置控制和機床加工 插補二數(shù)控機床的工作流程二數(shù)控機床的工作流程第四節(jié) 數(shù)控機床的分類1.1.按機械加工的運動軌跡分類按機械加工的運動軌跡分類(1)點位控制數(shù)控機床(2)直線控制數(shù)控機床(3)輪廓控制數(shù)控機床2.2.按伺服系統(tǒng)的控制原理分類按伺服系統(tǒng)的控制原理分類1.開環(huán)控制數(shù)控機床工作臺減速器開環(huán)控制系統(tǒng)框圖步進電機控制電路數(shù)控裝置輸入第二