《機(jī)床數(shù)控技術(shù)》 課件 第一章 緒論

主講：機(jī)床數(shù)控技術(shù)NumericalControltechnologyofmachinetools第一章緒論課程代號(hào)：01332120

授課學(xué)時(shí)：32學(xué)時(shí)課程性質(zhì)：專業(yè)核心課/必修課程目標(biāo)及對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐：課程目標(biāo)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)畢業(yè)要求1.能正確表達(dá)CNC軟硬件系統(tǒng)架構(gòu)，提供開環(huán)伺服系統(tǒng)調(diào)速方法并能采取措施提供精度，具備采用合理的檢測(cè)裝置構(gòu)建進(jìn)給伺服系統(tǒng)的能力。2-3能正確表達(dá)機(jī)械工程復(fù)雜問題的解決方案。2.問題分析：能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理，識(shí)別、表達(dá)，并通過文獻(xiàn)研究分析機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化復(fù)雜工程問題，以獲得有效結(jié)論。2.具備能運(yùn)用逐點(diǎn)比較法、數(shù)字積分法和數(shù)據(jù)采樣法的基本原理實(shí)現(xiàn)數(shù)控?cái)?shù)控機(jī)床輪廓控制的能力。2-4能運(yùn)用應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理獲得機(jī)械工程復(fù)雜問題有效結(jié)論。3.具備中等難度零件數(shù)控加工程序的編制、分析和調(diào)試能力；具備數(shù)控加工的工藝、工裝設(shè)計(jì)能力。3-2能夠設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)的單元（部件），制定其制造工藝流程。3.設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案：能夠設(shè)計(jì)針對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化復(fù)雜工程問題的解決方案，設(shè)計(jì)滿足特定需求的材料成形模具裝備和成形工藝，并能夠在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)，考慮社會(huì)、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素。課程總體簡(jiǎn)介第一章緒論第二章數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)第七章數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)第六章數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)第五章計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置第四章數(shù)控機(jī)床輪廓控制原理第三章數(shù)控加工編程課程內(nèi)容目錄第八章數(shù)控機(jī)床故障診斷第一節(jié)概述第二節(jié)數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)和分類第三節(jié)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展歷程、現(xiàn)狀與趨勢(shì)本章內(nèi)容第一章緒論1.1.1數(shù)控技術(shù)的基本概念☆數(shù)字控制(NumericalControl)技術(shù)

簡(jiǎn)稱數(shù)控(NC)技術(shù)，指用數(shù)字化信息進(jìn)行控制，其控制對(duì)象可以是各種生成過程。早期用硬件邏輯電路構(gòu)建數(shù)控系統(tǒng)；目前，廣泛采用通用或?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)組建數(shù)控系統(tǒng)，即計(jì)算機(jī)數(shù)控(簡(jiǎn)稱CNC)。采用數(shù)控技術(shù)的自動(dòng)控制系統(tǒng)稱為數(shù)控系統(tǒng)。目前，數(shù)控技術(shù)已廣泛應(yīng)用于金屬切削機(jī)床、三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x、工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控繪圖儀，數(shù)控雕銑機(jī)和木工機(jī)床等機(jī)械設(shè)備。第一節(jié)概述1.1.1數(shù)控技術(shù)的基本概念(續(xù))☆數(shù)控機(jī)床(Numericalcontrolmachinetools,NC)

數(shù)字控制機(jī)床的簡(jiǎn)稱，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)床。按圖紙要求的形狀和尺寸，采用控制編碼和指令規(guī)定的程序自動(dòng)地將零件加工出來(lái)。數(shù)控機(jī)床較好地解決了復(fù)雜、精密、小批量、多品種零件的加工問題，是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床一般是計(jì)算機(jī)數(shù)字控制，縮寫即是CNC。第一節(jié)概述

加工制造和生產(chǎn)過程數(shù)控化，是當(dāng)今制造業(yè)的發(fā)展方向，也是智能制造的技術(shù)基礎(chǔ)。數(shù)控產(chǎn)業(yè)關(guān)系國(guó)家戰(zhàn)略地位，體現(xiàn)國(guó)家制造業(yè)的裝備水平。VS第1軸PLC數(shù)控裝置

(計(jì)算機(jī))進(jìn)給伺服單元進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元檢測(cè)裝置主軸伺服單元主軸驅(qū)動(dòng)單元主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)

進(jìn)給運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)輔助控制機(jī)構(gòu)機(jī)床本體機(jī)床I/O口和驅(qū)動(dòng)控制面板鍵盤顯示器通訊接口第n軸進(jìn)給伺服單元進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元檢測(cè)裝置……數(shù)控系統(tǒng)第一節(jié)概述1.1.2數(shù)控機(jī)床的組成控制面板輸入輸出裝置鍵盤顯示屏通訊口廣州數(shù)控GDK980T第一節(jié)概述1.1.2數(shù)控機(jī)床的組成(續(xù))第一節(jié)概述1.1.3數(shù)控機(jī)床的工作流程

根據(jù)所編數(shù)控加工程序(NC程序)，自動(dòng)控制機(jī)床部件運(yùn)動(dòng)，從而加工出符合圖紙要求的零件。第二節(jié)數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)和分類1.2.1數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)與通用機(jī)床和專用機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床具有以下主要特點(diǎn)。加工精度高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可加工復(fù)雜異形零件勞動(dòng)生產(chǎn)率高加工零件的適應(yīng)性強(qiáng)，靈活性好工人勞動(dòng)強(qiáng)度小生產(chǎn)管理水平高第二節(jié)數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)和分類1.2.2數(shù)控機(jī)床的適用范圍

中小批量的零件需要多次改型設(shè)計(jì)的零件加工精度要求高、結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜的零件，如箱體類，曲線、曲面類零件難測(cè)量、難控制進(jìn)給、難控制尺寸的不開敞內(nèi)腔的殼體或盒型零件必須在一次裝夾中完成銑、鏜、鉸或攻絲等多工序符合加工的零件加工和檢測(cè)設(shè)備需要組網(wǎng)，構(gòu)建智能制造系統(tǒng)和云制造系統(tǒng)最適宜加工零件類型第二節(jié)數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)和分類1.2.3數(shù)控機(jī)床的分類

☆按機(jī)械加工的運(yùn)動(dòng)軌跡分類點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床

直線控制數(shù)控機(jī)床

輪廓控制數(shù)控機(jī)床第二節(jié)數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)和分類1.2.3數(shù)控機(jī)床的分類

☆按機(jī)械加工的運(yùn)動(dòng)軌跡分類第二節(jié)數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)和分類1.2.3數(shù)控機(jī)床的分類

☆按伺服系統(tǒng)的控制原理分類開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床全閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床1.3數(shù)控機(jī)床的發(fā)展歷程、現(xiàn)狀與趨勢(shì)1.3.1數(shù)控機(jī)床的發(fā)展歷程☆數(shù)控機(jī)床的起源美國(guó)PARSONS公司在1948年提出數(shù)控機(jī)床的設(shè)想，于1952年試制成功世界上第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床樣機(jī)。發(fā)展歷程分2個(gè)階段共6代?！钇胀∟C階段第一代數(shù)控（1952-1959）：采用電子管、繼電器構(gòu)成的專用數(shù)控裝置第二代數(shù)控（1959-1965）：采用晶體管分立元件電路的專用數(shù)控裝置第三代數(shù)控（始于1965）：采用中、小規(guī)模集成電路的專用數(shù)控裝置☆CNC階段第四代數(shù)控（始于1970）：采用大規(guī)模集成電路的小型通用計(jì)算機(jī)控制的數(shù)控系統(tǒng)第五代數(shù)控（始于1974）：采用微處理器的微型計(jì)算機(jī)控制的數(shù)控系統(tǒng)第六代數(shù)控（始于90年代）：基于個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)平臺(tái)的數(shù)控系統(tǒng)（PC數(shù)控系統(tǒng)）1.3數(shù)控機(jī)床的發(fā)展歷程、現(xiàn)狀與趨勢(shì)1.3.2數(shù)控機(jī)床的技術(shù)現(xiàn)狀☆國(guó)外現(xiàn)狀兩大主要陣營(yíng)：專業(yè)數(shù)控系統(tǒng)廠商：發(fā)那科(FANUC)、西門子(SIEMENS)自主開發(fā)數(shù)控系統(tǒng)的大型機(jī)床制造商：以山崎馬扎克(MAZAK)、德瑪吉(DMG)☆國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀發(fā)展歷程：1958年始研數(shù)控機(jī)床，80年代后在質(zhì)量和性能上有了巨大提升。技術(shù)進(jìn)步：我國(guó)數(shù)控機(jī)床逐步發(fā)展至高檔產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)高速、高精度和高效加工，完成復(fù)雜的五坐標(biāo)曲面實(shí)時(shí)插補(bǔ)控制。市場(chǎng)規(guī)模：我國(guó)數(shù)控產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，現(xiàn)有20多家數(shù)控系統(tǒng)骨干企業(yè)，生產(chǎn)100多種數(shù)控機(jī)床，數(shù)控產(chǎn)品達(dá)幾千種以上。技術(shù)水平：國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的分辨率提高到0.001mm，成功開發(fā)出九軸聯(lián)動(dòng)、可控16軸的高檔數(shù)控系統(tǒng)。1.3數(shù)控機(jī)床的發(fā)展歷程、現(xiàn)狀與趨勢(shì)1.3.3數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)

高速高效提高加工效率、降低成本，要求高速處理指令和伺服系統(tǒng)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)高精度位置控制高精度采用自動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)，實(shí)現(xiàn)微米級(jí)到納米級(jí)精密加工高可靠性采用專用電路和高速微處理器，提高系統(tǒng)可靠性復(fù)合化整合多功能于一臺(tái)機(jī)床，完成多種工序加工開放式滿足用戶需求，快速集成技術(shù)訣竅，推出多品種、多檔次的數(shù)控系統(tǒng)智能化應(yīng)用人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制和故障診斷等智能功能。網(wǎng)絡(luò)化實(shí)現(xiàn)CAD、CAM、CAPP、MES等系統(tǒng)聯(lián)結(jié)，推動(dòng)制造模式和生產(chǎn)方式的變革。云服務(wù)提供加工數(shù)據(jù)分析、生產(chǎn)流程優(yōu)化等功能，其云服務(wù)平臺(tái)對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行全生命周期管理。云制造通過云計(jì)算支持，構(gòu)建智能制造系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)資源共享和協(xié)同，促進(jìn)信息技術(shù)與制造業(yè)的融合。1-1數(shù)控機(jī)床由哪些部分組成，各有什么作用？1-2數(shù)控系統(tǒng)中的PLC，主要承擔(dān)什么控制功能？1-3數(shù)控機(jī)床的工作流程是什么？1-4簡(jiǎn)述在線編程和