数控加工技术-明兴祖-第1章数控加工技术基础PPT课件

小型计算机（1970年）、微处理器或微型
计 算 机 （ 1974 年 ） 和 基 于 PC-NC 的 智 能 数 控
系统（90年代后）。这种数控系统又称为软线
数 控 ， 即 计 算 机 数 控 系 统 ， 简 称 CNC
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（Computer Numeric20a21l Control）。
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基于PC-NC的第六代数控系统，它充 分利用现有PC机的软硬件资源，规范设计 新一代数控。第六代数控的优势在于：
▪ 计算机辅助检验CAT（Computer Aided Testing）
▪ 计算机集成制造系统CIMS（Computer Integrated Manufacturing System），
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加工中心MC（Machining Center）。 在加工中心的基础上，通过增加多工 作台（托盘）自动交换装置（Auto Pallet Changer—APC）以及其他相关装 置，组成的加工单元称为柔性加工单元 （Flexible Manufacturing Cell—FMC）。 FMC不仅是实现了工序的集中和工艺的复 合，而且通过工作台（托盘）的自动交换 和较完善的自动监测、监控功能，可以进 行一定时间的无人化加工，从而进一步提 高了设备的加工效率。
柔性的智能化生产，是当今自动化制造技
术发展的最高阶段。在CIMS中，不仅是生
产设备的集成，更主要的是以信息为特征
的技术集成和功能20集21 成
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二、数控设备的工作原理、组成与特点 1．数控设备的工作原理
工艺分析
数控系统（Numerical Control System）实现 数字控制的装置。
计算机数控系统（Computer Numerical Control CNC ）以计算机为控制核心的数字 控制系统。
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▪ 计算机辅助设计CAD（ Computer Aided Design）、
▪ 计算机辅助制造CAM（Computer Aided Manufacturing）、
数控加工技术 CAI课件
数控加工技术精品课程组
第一章 数控加工技术基础 第一节 数控设备简介
一、数控设备的产生与发展 现代制造业的水平和现代化程度
决定着整个国民经济的水平和现代化 程度
“ 各种经济时代的区别，不在于生 产什么，而在于怎样生产，用什么 劳动资料生产。” ——马克思
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1．数控设备的产生 机械产品日趋精密、复杂，而且
样板用手工操作的方法来加工，加工精度
和生产效率受到很大的限制。特别对空间
的复杂曲线曲面，在普通机床上根本无法
实现。
数字程序控制机床的产生，有效地解
决了上述一系列矛盾，为单件、小批量生
产，特别是复杂型面零件提供了自动化加
工手段，使机械制造业的发展进入了一个
新的阶段。
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2．数控设备的发展
电子管（1952年）、晶体管和印刷电路 板（1960年）、小规模集成电路（1965年）、 前三代数控系统是属于采用专用控制计算机的 硬 逻 辑 （ 硬 线 ） 数 控 系 统 ， 简 称 NC （Numerical Control），目前已被淘汰。
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将市场预测、生产决策、产品设计、 产品制造直到产品销售的全过程均由计算 机集成管理和控制，由此构成的完整的自 动生产制造系统，称为计算机集成制造系 统（Computer Integrated Manufacturing System—CIMS）。
CIMS将一个更长的生产、经营活动进
行了有机的集成，实现了更高效益、更高
数字控制与数控技术
数字控制（Numerical Control NC）是一种借
助数字、字符或其它符号对某一工作过程（如
加工、测量、装配等）进行编程控制的自动化
方法。
数控技术（Numerical Control Technology）
采用数字控制的方法对某一工作过程实现自动
控制的技术。
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数控机床（Numerical Control Machine Tools） 是采用数字控制技术对机床的加工过 程进行自动控制的一类机床。它是数控技术典 型应用的例子。
（1）元器件集成度高、可靠性好；
（2）技术进步快、升级换代容易；
（3）提供了开放式的基础，可供利用的软、 硬件资源极为丰实。
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数控技术是提高产品质量、提高劳动生产率必
不可少的物质手段；国家战略技术和体现国家
综合国力水平重要标志。
专家们预言: 二十一世纪机械制造业的竞争，
其实质是数控技术的竞争。
解决高产优质的问题，也可采用专用机床、
组合机床、专用自动化机床以及专用自动生 产线和自动化车间进行生产。但是应用这些 专用生产设备，生产周期长，产品改型不易， 因而使新产品的开发周期增长，生产设备使 用的柔性很差。
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精密复杂，加工批量小，改型频繁，
显然不能在专用机床或组合机床上加工。
而借助靠模和仿形机床，或者借助划线和
改型频繁，因此对加工机械产品的生 产设备提出了三高（高性能、高精度 和高自动化）的要求。
通用机床上是由人工操作，劳动
强度大，而且难以提高生产效率和保 证质量，实现这类产品生产的自动化 成为了机械制造业中长期未能解决的 难题。
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仿形加工部分地解决了小批量、复杂零
件的加工，但有两个缺点：一是必须制造相 应的靠模或样件；二是靠模和样件的制造误 差和磨损影响加工精度。很难达到高精度。
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FMC构成分两大类：
1、加工中心配上自动托盘系统（APC）；
2、数控机床配机器人。
FMC既是柔性制造系统FMS （Flexible Manufacturing System） 的基础，又可以作为独立的自动化加工 设备使用，因此其发展速度较快。
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柔性制造系统FMS（Flexible Manufacturing System）。
在FMC和加工中心的基础上，通过增加物 流系统、工业机器人以及相关设备，并由中央 控制系统进行集中、统一控制和管理，这样的 制造系统称为柔性制造系统FMS。FMS不仅可以 进行长时间的无人化加工，而且可以实现多品 种零件的全部加工和部件装配，实现了车间制 造过程的自动化，它是一种高度自动化的先进 制造系统。