数控技术及应用课件
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数控技术及应用教案及讲稿
数控技术及应用教案及讲稿第一章：数控技术概述一、教学目标1. 了解数控技术的定义和发展历程。
2. 掌握数控系统的基本组成和工作原理。
3. 了解数控技术在工程领域的应用。
二、教学内容1. 数控技术的定义和发展历程。
2. 数控系统的基本组成：数控装置、伺服系统、测量系统、数控编程等。
3. 数控技术在工程领域的应用：机械制造、汽车制造、航空制造等。
三、教学方法1. 讲授：讲解数控技术的定义、发展历程和基本组成。
2. 互动：提问学生了解数控技术在实际工程中的应用。
四、教学资源1. PPT课件：介绍数控技术的定义、发展历程和基本组成。
2. 视频素材：展示数控技术在工程领域的应用实例。
五、教学评价1. 课堂问答：检查学生对数控技术定义和发展历程的掌握。
2. 课后作业：布置相关课后题目，加深学生对数控系统基本组成的理解。
第二章：数控装置一、教学目标1. 了解数控装置的分类和功能。
2. 掌握数控装置的硬件结构和软件系统。
3. 熟悉数控装置的调试和维护方法。
二、教学内容1. 数控装置的分类：通用型数控装置、专用型数控装置。
2. 数控装置的功能：控制功能、编程功能、仿真功能等。
3. 数控装置的硬件结构：输入/输出接口、中央处理单元、存储器等。
4. 数控装置的软件系统：数控系统软件、数控编程软件等。
5. 数控装置的调试和维护方法。
三、教学方法1. 讲授：讲解数控装置的分类、功能和硬件结构。
2. 实操：演示数控装置的调试和维护方法。
四、教学资源1. PPT课件：介绍数控装置的分类、功能和硬件结构。
2. 实操设备：供学生实际操作数控装置。
五、教学评价1. 课堂问答：检查学生对数控装置分类和功能的掌握。
2. 实操报告：评估学生在实操过程中的表现。
第三章：伺服系统一、教学目标1. 了解伺服系统的分类和功能。
2. 掌握伺服系统的硬件结构和软件系统。
3. 熟悉伺服系统的调试和维护方法。
二、教学内容1. 伺服系统的分类：模拟伺服系统、数字伺服系统。
数控技术及应用PPT课件
数控技术及应用
主编 林其骏 副主编赵仲生 机械工业出版社
.
1
第一章 绪论
第一节数控技术的产生和特点
.
2
1 数控技术的产生
上世纪40年代以来，生产力迅速发 展，人们要加工的零件越来越多，零 件形状也越来越复杂，原来用自动专 用机床和仿形机床去满足要求现在显 得力不从心。因此：
灵活、通用、高精度、高效率的“柔 性”自动化生产技术-------数控技术 应运而生。
分 机床的机械部分 用于完成各种切削加工。
.
9
作业 2.15
.
10
.
11
.
12
.
13
.
14
.
15
谢谢观看！
工件的加工。 （4）减轻操作人员的劳动强度。 （5）具有较高的经济效益。 （6）能加工较复杂的零件。
.
7
缺点：
（1）对操作人员的技术水平较高。 （2）起始阶段的投资较大。 （3）增加了电子设备的维护。
3.计算机数控
Computer Numerical Control
简称CNC
计算机数控的优点：柔性好、功能强、
可靠性高、易于实现机电一体化、经济
性好。
.
8
第二节 数控机床的组成和作用
数 程序载体 将工件加工程序以一定的格式和代码
控
存储在一种载体上。（穿孔纸带。软磁盘等）
机 输入装置 将程序载体内有关加工的信息读入
床
CNC 装置中。
的 CNC装置
组
成 伺服系统 根据控制系统的指令驱动机床，使刀
部
具和零件执行数控代码规定的运动
此，数控技术在世界各地得到了迅速的发
展。
主编 林其骏 副主编赵仲生 机械工业出版社
.
1
第一章 绪论
第一节数控技术的产生和特点
.
2
1 数控技术的产生
上世纪40年代以来，生产力迅速发 展，人们要加工的零件越来越多，零 件形状也越来越复杂，原来用自动专 用机床和仿形机床去满足要求现在显 得力不从心。因此：
灵活、通用、高精度、高效率的“柔 性”自动化生产技术-------数控技术 应运而生。
分 机床的机械部分 用于完成各种切削加工。
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作业 2.15
.
10
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11
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12
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谢谢观看！
工件的加工。 （4）减轻操作人员的劳动强度。 （5）具有较高的经济效益。 （6）能加工较复杂的零件。
.
7
缺点：
（1）对操作人员的技术水平较高。 （2）起始阶段的投资较大。 （3）增加了电子设备的维护。
3.计算机数控
Computer Numerical Control
简称CNC
计算机数控的优点：柔性好、功能强、
可靠性高、易于实现机电一体化、经济
性好。
.
8
第二节 数控机床的组成和作用
数 程序载体 将工件加工程序以一定的格式和代码
控
存储在一种载体上。（穿孔纸带。软磁盘等）
机 输入装置 将程序载体内有关加工的信息读入
床
CNC 装置中。
的 CNC装置
组
成 伺服系统 根据控制系统的指令驱动机床，使刀
部
具和零件执行数控代码规定的运动
此，数控技术在世界各地得到了迅速的发
展。
机床数控原理及应用--绪论 ppt课件
PPT课件
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五、数控机床的分类
数控机床规格繁多，据不完全统计已有400多个品种规格。可 以按照多种原则来进行分类。但归纳起来，常见的是以下面4种 方法来分类的。
1. 按工艺用途分类 2. 按运动轨迹分类 3. 按伺服系统的控制方式分类 4. 按数控装置分类
PPT课件
20
1. 按工艺用途分类
• 一般数控机床：车铣镗钻磨等，功能与通用机床相似；但是可以加工复杂形状的 零件。
滚动部件
刀库和机械手、数控机床的工作原理
数控机床加工零件,首先要将被加工零件的图样及工艺信息数字化 ,用规定的代码和程序格式编写加工程序,然后将所编写的程序指令输 入到机床的数控装置中.数控装置再将程序(代码)进行译码、运算，向 机床各个坐标的伺服机构和辅助控制装置发出信号，驱动机床各运动 部件，控制所需要的运动，最后加工出合格零件。
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三、数控机床的组成
常用的伺服元件
步进电机 直流伺服电机 交流伺服电机
常用的检测元件
编码盘 光栅
磁珊
PPT课件
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三、数控机床的组成
4、机床 早期采用通用车床，现在采用了新的加强刚性、减小热变形、
提高精度等方面的技术使其发生了很大的变化。 目前已模块化生产，分为六大块
数控系统
主轴单元
数控刀架和转台
• 软件控制数控机床（CNC） 主要功能由软件实现，软件模块
扩展
化，便于
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六、数控机床的特点及优势
（1）采用了高性能的主轴及伺服传动系统，机械结构
1. 设得计到特简化点，传动链较短；
（2）为了使连续性自动化加工，机械结构具有较高 的 动 态刚度及耐磨性，热变形小；
《数控机床的应用》课件
数控机床的分类
按加工方式分类
数控车床、数控铣床、数控磨床、数控钻床等。
按控制轴数分类
三轴数控机床、四轴数控机床、五轴数控机床等 。
按控制方式分类
开环控制数控机床、闭环控制数控机床、半闭环 控制数控机床等。
数控机床的发展历程
01
02
03
04
05
数控机床的起源可以追 溯到20世纪40年代，当 时计算机技术尚未成熟 ，采用的是机械式或液 动式数控系统。
模具精加工
数控机床能够实现高精度、高质量 的模具精加工。
模具修复与维护
数控机床可用于模具修复和维护， 提高模具使用寿命。
电子设备制造业
电子元件加工
数控机床能够高效、高精度地加工电子元件，满足电子设备小型 化、精密化的需求。
自动化生产线
数控机床在电子设备自动化生产线上发挥着关键作用，提高生产效 率，降低成本。
航空制造业
飞机结构件加工
数控机床能够加工出飞机 所需的高精度、高质量的 结构件。
航空发动机制造
数控机床在航空发动机的 制造中，能够实现复杂零 件的高效、高精度加工。
飞机零部件装配
数控机床在飞机零部件的 装配过程中，能够实现高 精度、高效率的装配作业 。
模具制造业
模具快速原型制造
数控状态
在加工过程中，时刻观察数控机床的 工作状态，如发现异常声音、气味或 振动，应立即停机检查。
保持操作区域整洁
保持操作区域整洁，避免杂物、油污 等影响设备正常运行。
操作后的维护保养
01
02
03
04
清理设备
对数控机床的表面进行清洁， 清理掉油污、灰尘和切屑等杂
物。
检查设备状态
机床数控技术及应用 ppt课件
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7.4.1 系统可靠性及故障的基本概念
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7.4.1 系统可靠性及故障的基本概念
2．失效率λ(t) 指在t时刻前系统无故障，而在t时刻后的单位时间内因故障而 引起失效的概率。对于质量稳定的产品，其失效率可用一个 常数表示，称为平均失效率λ，λ可通过试验确定，即
λ ＝n／TN 其中n为一定时间内失效的产品数；T为接收试验产品的总 试验时间；N为受试产品的总数。失效率的单位为“1/h”， 常用“％/kh”或“h-5”表示。
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7.4.1 系统可靠性及故障的基本概念
又因为 而
ln R(t) t MTBF
R(t) et
所以
MTBF 1
这是平均寿命的表示法，在实际中很有用。
我国的《机床数字控制系统通用技术条件》规定，数控系统产品的 可靠性验证用平均无故障工作时间MTBF作为衡量指标, MTBF最低 不应低于3000h、5000 h或10000(分三档)。日本FANUC系统的MTBF 可达22000h，甚至36000h。
PPT课件
2
7.3.1 预防性维护
(3)尽量提高数控机床的利用率。由于数控机床价格昂贵，结构复 杂，出现故障时用户又难以排除，经常闲置床，这种“保护’’ 方法是不可取的，尤其对于数控系更是如此。因为数控系统由成 千上万个电子器件组成，它们的性能和寿命具有很高的离散性； 虽经严格筛选但使用过程中仍不免会有某些元件出现故障。因此 可以认为数控系统存在着失效率曲线，即故障曲线，如图7.3.1所 示.该曲线似一个浴盆，故又称浴盆曲线。
PPT课件
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7.4.1 系统可靠性及故障的基本概念
4. 平均修复时间（mean time to repair，简称 MTTR） 平均修复时间是指 数控机床在寿命范围内，每次从出现故障开始维修，直至 能正常工作所用的平均时间。显然这个时间越短越好。除 必要的物质条件外，诊断人员的水平在这里起主导作用， 造就一批精干的维修队伍是非常关键的。
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工精度和效率。
航空航天领域
航空航天零件具有复杂形状和 高精度要求，数控技术可以满 足其加工需求。
汽车制造领域
汽车制造中需要大量的零部件 加工，数控技术可以提高生产 效率和降低成本。
其他领域
如模具制造、能源装备等领域 也可以应用数控技术，提高生
产效率和产品质量。
02
数控机床结构与分类
数控机床的结构特点
高刚度
为确保加工精度和稳定 性，数控机床采用高刚
度材料和结构。
高精度
通过先进的制造工艺和 装配技术，实现高精度
加工。
高速度
采用高性能伺服驱动系 统和高速主轴，提高加
工效率。
高自动化
配备自动换刀装置、自 动排屑装置等，实现自
动化加工。
数控机床的分类方法
按工艺用途分类
如数控车床、数控铣床、数控磨床等。
F指令
02
用于设定进给速度。
T指令
03
用于选择刀具和设定刀具补偿值。
数控编程的常用指令与格式
地址符+数字
如G01 X100 F100，表示以F100的 进给速度，沿X轴方向直线插补到 X=100的位置。
程序段格式
一个完整的程序段由若干个字组成， 每个字由地址符和数字组成，程序段 结束以分号或回车符表示。
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contents
目录
• 数控技术概述 • 数控机床结构与分类 • 数控编程基础 • 数控加工工艺与刀具选择 • 数控机床操作与维护 • 数控技术发展趋势与展望
01
数控技术概述
数控技术的定义与发展
数控技术的定义
数控技术的现状与趋势
采用数字化信息对机床运动及其加工 过程进行控制的技术。
航空航天领域
航空航天零件具有复杂形状和 高精度要求，数控技术可以满 足其加工需求。
汽车制造领域
汽车制造中需要大量的零部件 加工，数控技术可以提高生产 效率和降低成本。
其他领域
如模具制造、能源装备等领域 也可以应用数控技术，提高生
产效率和产品质量。
02
数控机床结构与分类
数控机床的结构特点
高刚度
为确保加工精度和稳定 性，数控机床采用高刚
度材料和结构。
高精度
通过先进的制造工艺和 装配技术，实现高精度
加工。
高速度
采用高性能伺服驱动系 统和高速主轴，提高加
工效率。
高自动化
配备自动换刀装置、自 动排屑装置等，实现自
动化加工。
数控机床的分类方法
按工艺用途分类
如数控车床、数控铣床、数控磨床等。
F指令
02
用于设定进给速度。
T指令
03
用于选择刀具和设定刀具补偿值。
数控编程的常用指令与格式
地址符+数字
如G01 X100 F100，表示以F100的 进给速度，沿X轴方向直线插补到 X=100的位置。
程序段格式
一个完整的程序段由若干个字组成， 每个字由地址符和数字组成，程序段 结束以分号或回车符表示。
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目录
• 数控技术概述 • 数控机床结构与分类 • 数控编程基础 • 数控加工工艺与刀具选择 • 数控机床操作与维护 • 数控技术发展趋势与展望
01
数控技术概述
数控技术的定义与发展
数控技术的定义
数控技术的现状与趋势
采用数字化信息对机床运动及其加工 过程进行控制的技术。
数控ppt课件
刀具选择与安装
根据加工需求选择合适的刀具， 并进行精确安装。
加工参数设定
设置主轴转速、进给速度等加工参 数。
程序编写与调试
根据加工工艺流程，编写加工程序 并进行调试。
数控加工工艺的流程
首件试切
进行首件试切，检查加工质量和 工艺参数是否符合要求。
批量加工
经过首件试切验证合格后，开始 批量加工。
数控加工工艺的优化
05
数控技术的发展趋势与未 来展望
数控技术的未来发展方向
智能化
高效化
数控技术将进一步融会人工智能、大数据 和物联网技术，实现更高程度的自动化和 智能化。
追求更高的加工效率和更短的加工周期， 提升生产效益。
复合化
绿色化
具备多种加工功能，满足复杂零件的加工 需求。
重视环保和可持续发展，下落能耗和减少 废弃物排放。
03
数控技术的起源
数控技术起源于20世纪中 叶，最初是由美国科学家 开发，用于加工军事装备 。
数控技术的发展
随着计算机技术的不断发 展，数控技术也不断完善 和进步，从20世纪70年代 开始广泛应用于工业生产 。
数控技术的趋势
未来数控技术将朝着智能 化、网络化、复合化等方 向发展，进一步提高加工 精度和效率。
除了上述领域外，数控技术还 广泛应用于电子、模具、医疗
器械等众多领域。
02
数控机床的组成与工作原 理
数控机床的组成
伺服系统
伺服系统由伺服电机和控制系 统组成，用于实现机床的精确 运动控制。
冷却系统
冷却系统用于下落切削进程中 的温度，提高加工精度和刀具 寿命。
数控装置
数控装置是数控机床的核心部 分，用于生成加工程序，并控 制机床的各个运动部件。
根据加工需求选择合适的刀具， 并进行精确安装。
加工参数设定
设置主轴转速、进给速度等加工参 数。
程序编写与调试
根据加工工艺流程，编写加工程序 并进行调试。
数控加工工艺的流程
首件试切
进行首件试切，检查加工质量和 工艺参数是否符合要求。
批量加工
经过首件试切验证合格后，开始 批量加工。
数控加工工艺的优化
05
数控技术的发展趋势与未 来展望
数控技术的未来发展方向
智能化
高效化
数控技术将进一步融会人工智能、大数据 和物联网技术，实现更高程度的自动化和 智能化。
追求更高的加工效率和更短的加工周期， 提升生产效益。
复合化
绿色化
具备多种加工功能，满足复杂零件的加工 需求。
重视环保和可持续发展，下落能耗和减少 废弃物排放。
03
数控技术的起源
数控技术起源于20世纪中 叶，最初是由美国科学家 开发，用于加工军事装备 。
数控技术的发展
随着计算机技术的不断发 展，数控技术也不断完善 和进步，从20世纪70年代 开始广泛应用于工业生产 。
数控技术的趋势
未来数控技术将朝着智能 化、网络化、复合化等方 向发展，进一步提高加工 精度和效率。
除了上述领域外，数控技术还 广泛应用于电子、模具、医疗
器械等众多领域。
02
数控机床的组成与工作原 理
数控机床的组成
伺服系统
伺服系统由伺服电机和控制系 统组成，用于实现机床的精确 运动控制。
冷却系统
冷却系统用于下落切削进程中 的温度，提高加工精度和刀具 寿命。
数控装置
数控装置是数控机床的核心部 分，用于生成加工程序，并控 制机床的各个运动部件。
数控技术及应用清华版绪论课件
3
1.1.2 数控技术旳特点
数控机床是采用数控技术旳机械设备中最具有代表性旳一种。 从数控机床具有旳许多优点中，能够看出数控技术旳特点，例 如： 提升了加工精度和同一批工件尺寸旳反复精度，确保了加工质量旳稳
定性。
具有较高旳生产效率。与一般机床相比，生产效率大致可提升2~3倍。 增长了设备旳柔性，能够适应不同品种、规格和尺寸以及不同批量旳
2
1.1.1 数控技术旳产生
1952年，MIT研制成功了三坐标数控系统，并在Cincinnate铣 床上装备了这种控制系统。它采用预制穿孔带作为信息载体， 能够控制多种机床。
我国从1958年开始研制数控机床。到20世纪70年代末共生产了 4108台数控机床，其中86%是数控线切割机床；到20世纪80年 代，伴随我国实施改革开放政策，引进了日本、美国等先进旳 数控技术，开始批量生产数控系统和伺服系统，使我国数控机 床在质量和数量上有了很大旳提升。
19
1.5.2 先进制造技术简介
1. 计算机直接数控系统(DNC) 计算机直接数控系统(DNC)就是使用一台通用计算机直接
控制和管理一群数控机床进行零件加工或装配旳系统，也 称计算机群控系统。
2. 柔性制造系统(FMS) 柔性制造技术旳发展，已经形成了在自动化程度和规模上
不同旳多种层次和级别旳柔性制造系统。带有自动换刀装 置(Automatic Tool Changer，ATC)旳数控加工中心，是柔 性制造旳硬件基础，是制造系统旳基本级别。
工件加工。
操作人员旳劳动强度大为减轻。 具有较高旳经济效益。这是因为数控机床能一机多用，替代多台一般
机床，降低了工序间工件旳运送时间，节省厂房面积，降低工夹具数 量和投资。
能加工一般机床所不能加工旳复杂型面。 可向更高级旳制造系统发展。
1.1.2 数控技术旳特点
数控机床是采用数控技术旳机械设备中最具有代表性旳一种。 从数控机床具有旳许多优点中，能够看出数控技术旳特点，例 如： 提升了加工精度和同一批工件尺寸旳反复精度，确保了加工质量旳稳
定性。
具有较高旳生产效率。与一般机床相比，生产效率大致可提升2~3倍。 增长了设备旳柔性，能够适应不同品种、规格和尺寸以及不同批量旳
2
1.1.1 数控技术旳产生
1952年，MIT研制成功了三坐标数控系统，并在Cincinnate铣 床上装备了这种控制系统。它采用预制穿孔带作为信息载体， 能够控制多种机床。
我国从1958年开始研制数控机床。到20世纪70年代末共生产了 4108台数控机床，其中86%是数控线切割机床；到20世纪80年 代，伴随我国实施改革开放政策，引进了日本、美国等先进旳 数控技术，开始批量生产数控系统和伺服系统，使我国数控机 床在质量和数量上有了很大旳提升。
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1.5.2 先进制造技术简介
1. 计算机直接数控系统(DNC) 计算机直接数控系统(DNC)就是使用一台通用计算机直接
控制和管理一群数控机床进行零件加工或装配旳系统，也 称计算机群控系统。
2. 柔性制造系统(FMS) 柔性制造技术旳发展，已经形成了在自动化程度和规模上
不同旳多种层次和级别旳柔性制造系统。带有自动换刀装 置(Automatic Tool Changer，ATC)旳数控加工中心，是柔 性制造旳硬件基础，是制造系统旳基本级别。
工件加工。
操作人员旳劳动强度大为减轻。 具有较高旳经济效益。这是因为数控机床能一机多用，替代多台一般
机床，降低了工序间工件旳运送时间，节省厂房面积，降低工夹具数 量和投资。
能加工一般机床所不能加工旳复杂型面。 可向更高级旳制造系统发展。
数控教程(雕刻机)ppt课件
对机械坐标系的完整支持需要机床有相应的回机械参考点 功能，否则，机械坐标系的概念只在软件中体现。
▪ 工件坐标系：
在使用机床加工各种工件时，更多地使用工件坐标系。通 常，在工件加工时，我们描述某个加工位置总是相对于工件 上的某个点的，而工件在机床上的夹装位置相对于机械原点 常常是改变的，因此由必要引入一套在工件加工时更为方便 的坐标系统，这就是工件坐标系。工件坐标系也是一套右手 坐标系，它的原点是相对于工件上的某个点确定的，相对于 机械坐标原点则是可以浮动的。
完整版PPT课件
20
操作状态：
▪ 空闲状态
▪ 这是最常见的状态，在此状态下，机床当前没有动作输出，同时随时准 备接受新的任务，开始新的动作。
▪ 锁定状态
▪ 锁定状态是一种内部状态，一般指出现在状态切换时。所以一般情况下 用户接触不到。
▪ 紧停状态
▪ 这是一种非正常态。机床存在硬件故障或者用户按下“紧停”按钮时， 系统进入此状态，并且执行事先规定的保护动作，例如关闭主轴电机、 冷却泵等，在此状态下，机床同样被锁定，不能执行任何新的动作。在 用户排除硬件故障或者解除紧停开关后，系统自动执行“复位”操作把 机床恢复到“空闲”状态。
▪ 增量模式 ▪ 手动操作模式的一种。在增量模式下，用户同样是通过手动操作设备，
如计算机键盘、手持盒、手摇脉冲发生器等控制机床。与点动控制不 同的是，用户一次按键动作，也就是从按下到松开，机床只运动确定 的距离。也就是说，通过增量方式，用户可以精确地控制机床的位移 量。
▪ MDI模式
▪ 也是一种手动操作模式。在这种模式下，用户可以直接通过输入G指 令控制机床。系统在某些情况下执行一些内定的程序操作（如回工件 原点）时，也会自动把状态切换到MDI模式。但这不会影响用户使用。
▪ 工件坐标系：
在使用机床加工各种工件时，更多地使用工件坐标系。通 常，在工件加工时，我们描述某个加工位置总是相对于工件 上的某个点的，而工件在机床上的夹装位置相对于机械原点 常常是改变的，因此由必要引入一套在工件加工时更为方便 的坐标系统，这就是工件坐标系。工件坐标系也是一套右手 坐标系，它的原点是相对于工件上的某个点确定的，相对于 机械坐标原点则是可以浮动的。
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操作状态：
▪ 空闲状态
▪ 这是最常见的状态，在此状态下，机床当前没有动作输出，同时随时准 备接受新的任务，开始新的动作。
▪ 锁定状态
▪ 锁定状态是一种内部状态，一般指出现在状态切换时。所以一般情况下 用户接触不到。
▪ 紧停状态
▪ 这是一种非正常态。机床存在硬件故障或者用户按下“紧停”按钮时， 系统进入此状态，并且执行事先规定的保护动作，例如关闭主轴电机、 冷却泵等，在此状态下，机床同样被锁定，不能执行任何新的动作。在 用户排除硬件故障或者解除紧停开关后，系统自动执行“复位”操作把 机床恢复到“空闲”状态。
▪ 增量模式 ▪ 手动操作模式的一种。在增量模式下，用户同样是通过手动操作设备，
如计算机键盘、手持盒、手摇脉冲发生器等控制机床。与点动控制不 同的是，用户一次按键动作，也就是从按下到松开，机床只运动确定 的距离。也就是说，通过增量方式，用户可以精确地控制机床的位移 量。
▪ MDI模式
▪ 也是一种手动操作模式。在这种模式下，用户可以直接通过输入G指 令控制机床。系统在某些情况下执行一些内定的程序操作（如回工件 原点）时，也会自动把状态切换到MDI模式。但这不会影响用户使用。
数控技术概述课件PPT课件( 20页)
先进制造 系统
目前的先进制造系统主要指柔性制造单元 （FMC）、柔性制造系统(FMS)、集成制造 系统(CIMS)。而其核心是生产加工设备的数 控化、柔性化、精密化。
第一章 数控机床概论
1.4 先进制造系统
数控技术
柔性制造 系统
单机数控加工（使用一台数控机床 进行加工，较简单，但应用最广）
柔性单元加工（人参与最少但可以对 同一族内的不同零件自动化加工）
利于生产 采用数字信号与标准代码为控制信息，易于实
管理现代 现标准化加工，同时采用计算机辅助设计与制
化
造（CAD/CAM）是现代化集成技术的基础。
目前数控技术在向高速化、多功能、智能化、高 速度化、高可靠性发展。
第一章 数控机床概论
1.4 先进制造系统
数控技术
起因
目前的机械制造中，75%的是单件小批量生 产，而传统的生产组织原则不仅自动化程度 低，而且劳动强度大、生产周期长、成本高、 质量不稳定。而先进制造系统的采用，是生 产发展的需要。
数控技术
课程概述
第一章 数控机床的概论 第二章 数控机床种类 第三章 数控机床结构组成 第四章 数控机床编程 第五章 数控加工中心的实
际操作与加工 第六章 关于CAXA
1.1 数控机床的产生 数控机床的产生 数控技术概念
1.2 数控机床的组成 1.3 数控机床的特点 1.4 先进制造系统
课程概述
的编制
课程概述
第一章 数控机床概论 第二章 数控机床种类 第三章 数控机床结构组成 第四章 数控机床编程 第五章 数控加工中心的实
际操作与加工 第六章 关于CAXA
5.1 加工中心的操作 5.2 加工中心的编程
实例 5.3 加工中心的维护
机床数控技术及应用PPT课件
所以，在编制与X轴有关的各项尺寸时，一定要用直径值编程。
用半径值编程时，称为半径编程法。如需用半径编程，则要改变系统
中相关的参数。
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2.3 数控车床的编程
机机械械 操操作 面作板 面 板
主主 轴轴
转转 位位刀 架刀 架
防防 护护门 门
数 数控控 面面板 板
数数控控 柜柜 光光 电电 读读带带 机机
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2.3.1 数控车床的编程基础
2.机床参考点 机床参考点是机床上的一 个特殊点，一般机床安装 完毕．其位置便确定下来。 该点是编程的绝对零点， 也是机床各轴的返回点。 一般每次开机或机床急停 之后，各轴都要作参考点 返回，以确定机床坐标系。 编程时该点一般作为程序 的起点和换刀点。
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2.3.1 数控车床的编程基础
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2.3.2 数控车床的基本编程功能
由于此时主轴转速在变，为了保证恒定的输出功率，可以用M40和M41选 搀主轴转速范围。 例如，G96 S150；表示刀尖的线速度恒为150m／min。主轴的转速 可以由下式求出：
n 1000v D
式中：为切削线速度(m／min)；D为刀尖位置的工件直径(mm)；为 主轴转速(rpm)。 由上式可知，切削速度恒定时，当D＝0(车端面至中心)时，主轴转速为 无穷大，会造成飞车现象，这是不允许的。因此在采用恒切削速度控制 时，必须限制主轴的最高转速。
①设定每转进给量(mm/r)
指令格式：G99 F口口口．口口；
例如，G99 F0.3表示进给速度为0.3mm/r。加工螺纹时F的值即为 螺距。
②设定每分钟进给速度(mm／min)
指令格式：G98 F口口口.口口；
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项目2 数控机床的典型结构
任务二 数控机床的总体布局 数控车床常用布局形式
平床身
斜床身
平床身斜滑板
立床身
项目2 数控机床的典型结构
项目2 数控机床的典型结构
项目2 数控机床的典型结构
项目2 数控机床的典型结构
数控镗铣床及加工中心常用布局形式
✓ 卧式数控镗铣床（加工中心）常用布局形式
项目2 数控机床的典型结构
项目2 数控机床的典型结构
刀具的选择
1. 顺序选择
将刀具按加工工序的顺序，依次放入刀库的每一个刀座内。每次换刀时， 刀库按顺序转动一个刀座的位置，并取出所需要的刀具。
优点：①刀库的控制与驱动简单；②无需刀具识别装置；③维护简单。 缺点： ①当加工零件改变后，刀库中的刀具顺序需按照新零件的工艺顺序重新排列 ，降低了系统的柔性； ②当工艺过程中有些工步所用的刀具相同时，也不允许重复使用同一把刀， 必须按加工顺序排列几把相同的刀具，增加了刀具数量和刀库储存量； ③操作人员必须在加工前仔细检查刀具的排列顺序，否则会造成严重事故。
方式：刀具编码选择、刀座编码选择。
项目2 数控机床的典型结构
➢ 刀具编码方式
采用一种特殊的刀柄结构，对每把刀具进行编码。 此方式对每把经组装刀具都进行二进制编码，并设法把此编 码信息 的载体以某种方式固定在刀具上，由于各种刀具几何形 状和尺寸不同，而刀具的夹头则相同，为便于识别，一般都把 代码信息载体固定在组装刀具的夹头上。此方式的刀具可随机 存放在任一刀座内，但刀具夹头必须专门设计和制造。
项目2 数控机床的典型结构
数控机床机械结构组成
主传动系统：实现主运动； 进给系统：实现进给运动； 机床基础部件：床身、底座、立柱等，支撑机床本体； 辅助装置：液压、气动、润滑、冷却、防护、排屑等装置，
实现某些动作和辅助功能； 实现工件回转、分度定位的装置，如回转工作台； 刀库、刀架和自动换刀装置（ATC）； 自动托盘交换装置（APC）； 特殊功能装置，如刀具破损检测、精度检测、监控装置等。
项目2 数控机床的典型结构
无机械手换刀（刀库与主轴相对运动换刀）
项目2 数控机床的典型结构
（2）带机械手交换刀具方式
单、双臂机械手结构
a）单臂单爪回转式 b）单臂双爪摆动式 c）双臂回转式 d）双机械手 e）双臂往复交叉式 f）双臂端面夹紧式
项目2 数控机床的典型结构
机械手换刀
盘式刀 库
项目2 数控机床的典型结构
项目2 数控机床的典型结构
2. 任意选择
根据程序指令的要求来选择所需要的刀具，刀具在刀库中不必按照 工件的加工顺序排列，可任意存放。
必须有刀具识别装置，每把刀具或刀座都编上代码，当某把刀具的 代码与数控指令的代码相符合时，该刀具就被选中。
与顺序选择相比，其优点是： ①刀库中刀具的排列顺序与加工零件的加工顺序无关，无论加工任何零 件，都不必改变刀具在刀库中原有的排列顺序，这就增加了系统的柔性； ②同一刀具可供不同工件、不同工步共同使用，减少了刀具数量。 缺点有： ①需设置刀具识别装置，使刀库的控制与驱动复杂； ②需对刀具或刀座编码，增加了辅助工作量； ③维护比顺序选择的要复杂。
项目2 数控机床的典型结构
任务四 数控机床的自动换刀装置 自动换刀装置的形式
1. 数控车床回转刀架装置
四方刀架
六角刀架
项目2 数控机床的典型结构
2. 转塔式自动换刀装置
转塔式数控镗铣床
项目2 数控机床的典型结构
3. 车削中心动力刀架
项目2 数控机床的典型结构
4. 带刀库的自动换刀系统
由刀库和刀具换刀机构组成。 （1）无机械手交换刀具方式
项目2 数控机床的典型结构
导轨的润滑与防护
1. 导轨的润滑 目的：减少摩擦阻力和摩擦磨损，避免低速爬行，
降低高速时的温升。 润滑剂：滑动导轨—润滑油；
滚动导轨—润滑油（高速）和润滑脂（低速）。 2. 导轨的防护 目的：防止或减少导轨副磨损，延长导轨寿命。 措施：防护装置，刮板式、卷帘式和伸缩式（多数）。
✓ 立式数控镗铣床（加工中心）常用布局形式
项目2 数控机床的典型结构
任务三 数控机床的导轨 数控机床对导轨的基本要求
1）导向精度高 2）精度保持性好 3）足够的刚度 4）良好的摩擦特性
项目2 数控机床的典型结构
数控机床导轨的种类
➢ 按运动部件的运动轨迹 ： 直线运动导轨和圆周运动导轨
➢ 按导轨接合面的摩擦特性： 滑动导轨、滚动导轨和静压导轨
软带导轨粘合
项目2 数控机床的典型结构
2）环氧型耐磨涂层（注塑导轨）
1-滑座 2-胶条 3-注塑层
项目2 数控机床的典型结构
3. 滚动导轨块的结构
1-防护板 2-端盖 3-滚柱 4-导向片 5-保持器 6-本体
项目2 数控机床的典型结构
4. 直线滚动导轨
项目2 数控机床的典型结构
5. 静压导轨
数控技术及应用
数控技术及应用
第一部分 数控机床
项目1 走近数控机床 项目2 数控机床的典型结构 项目3 数控机床的主传动系统及主轴部件 项目4 数控机床的进给传动系统
第一部分 数控机床
项目2 数控机床的典型结构
数控机床机械结构的组成及要求 数控机床的布局形式 数控机床的导轨、换刀装置和工作台
其中，滑动导轨又分为：普通滑动导轨和塑料（滑动）导轨。
项目2 数控机床的典型结构
1. 滑动导轨常见截面形状
矩形
三角形
燕尾槽形
圆柱形
项目2 数控机床的典型结构
2. 塑料滑动导轨 塑料导轨常用在导轨副的运动导轨上，与之相配的金 属导轨是铸铁或钢质导轨。 1）聚四氟乙烯导轨软带（贴塑导轨）
1-床身 2-工作台 3-下压板 4-导轨软带 5-镶条
项目2 数控机床的典型结构
任务一 数控机床机械结构的组成
CK6132 数 控 车 床 结 构 组 成
数控 系统
防护罩
床身
项目2 数控机床的典型结构
主轴
三爪卡盘
刀架 中托板Βιβλιοθήκη 尾座 导轨 溜板箱项目2 数控机床的典型结构
主轴 电动机
伺服 电动机
配电柜
项目2 数控机床的典型结构
典型数控铣床结构组成
刀库的类型与容量
1. 刀库类型
盘式刀库布局形式
项目2 数控机床的典型结构
链式刀库
链式刀库布局形式
项目2 数控机床的典型结构
格子箱式刀库
单面
多面
项目2 数控机床的典型结构
2. 刀库容量
刀库中的刀具并不是越多越好，太大的容量会增加 刀库的尺寸和占地面积，使选刀过程时间增长。因此， 从使用角度出发，刀库的容量一般取为10-40把。