数控机床概述.pptx

2020年11月11日9时59分
数控技术
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输入设备 程序 输出设备
计算机 数控 制装置 （CNC）
可编程控 制器（PLC）
主轴控制单元
进给控制单元
主轴电机
机 床
进给电机 位置检测器
1．加工程序
图1-1 CNC组成框图与加工原理
数控机床工作时，不需要工人直接去操作机床，要对
数控机床进行控制，必须编制加工程序。零件加工程序中 ，包括机床上刀具和工件的相对运动轨迹、工艺参数（进 给量 主轴转速等）和辅助运动等。将零件加工程序用一定
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（二）数控（NC）与计算机数控（CNC）
数控装置是数控机床的控制核心，通常由一台通用或专用的微型计 算机构成。数控装置根据输入的指令，进行译码、处理、计算和控制， 实现其数控功能。
以前数控设备的数控功能是用专用计算机的硬件结构来实现，所以 称为硬件数控，简称NC。现在主要以计算机的系统控制程序来实现部分 或全部数控功能，所以称为软件数控或计算机数控，简称CNC。
部件加工出所需要的零件。因此，数控装置主要由输入、处理和输出三个基
本部分构成。而所有这些工作都由计算机的系统程序进行合理地组织，使整 个系统协调地进行工作。
（1）输入装置 将数控指令输入给数控装置，根据程序载体的不同，相应
有不同的输入装置。目前主要有键盘输入、磁盘输入、CAD/CAM系统直接 通信方式输入和连接上级计算机的DNC(直接数控)输入等。
1）纸带输入方式（早期数控机床）。 2）编辑状态(EDIT)下、 MDI手动数据输入方式：操作者可利用操作面 板上的键盘输入加工程序的指令，它适用于比较短的程序。
3）采用DNC直接数控输入方式。把零件程序保存在上级计算机中， CNC系统一边加工一边接收来自计算机的后续程序段。DNC方式多用于采用 CAD/CAM软件设计的复杂工件并直接生成零件程序的情况。
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4．伺服系统和测量反馈系统
伺服系统是数控机床的重要组成部分，用于实现数控机床的进给伺 服控制和主轴伺服控制。伺服系统的作用是把接受来自数控装置的指令 信息，经功率放大、整形处理后，转换成机床执行部件的直线位移或角 位移运动。伺服系统包括驱动装置和执行机构两大部分。 测量元件……
⒉采用数控技术的控制系统称为数控系统。这种控制系统，能自动
阅读输入载体上事先给定的数字值和指令，并将其译码、处理，从而自
动地控制机床移动和加工零件。装备了数控系统的受控设备称为数控设 备。受控设备包括机床行业的各种数控机床和其它行业的许多数控设备，
如数控火焰切割机、电火花加工机、数控冲剪机、数控测量机等。装备 了数控系统的机床叫数控机床。
的格式和代码，存储在一种程序载体上，如穿孔纸带、盒 式磁带、软磁盘等，通过数控机床的输入装置，将程序信 息输入到CNC单元。
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2．数控装置 数控装置是数控机床的核心。现代数控装置均采用CNC(Computer
Numerical Control)形式，这种CNC装置一般使用多个微处理器，以程序化的 软件形式实现数控功能，因此又称软件数控(Software NC)。CNC系统是一种 位置控制系统，它是根据输入数据插补出理想的运动轨迹，然后输出到执行
5.机床主机
6. 机床主机是数控机床的主体。它包括床身、底座、立柱、横梁、滑座、 工作台、主轴箱、进给机构、刀架及自动换刀装置等机械部件。
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1958,我国开始研制……863计划…… 应用：在各个领域得到广泛应用，在国民经济的发展发挥 乐巨大的作用。 国防军业： 汽车制造业：刚性生产线---〉柔性生产线
二、CNC系统的组成与加工原理
（一）CNC系统的组成及功用
数控机床在数控系统的控制下，自动地按给定的程序进行机械 零件的加工。数控系统是由用户程序、输入/输出设备、计算机数字 控制装置（CNC装置）、可编程控制器（PLC）、主轴驱动装置和进 给驱动装置等组成。如图1-1所示。
（3）输出装置 输出装置与伺服机构相联。输出装置根据控制器的命令
接受运算器的输出脉冲，并把它送到各坐标的伺服控制系统，经过功率 放大，驱动伺服系统，从而控制机床按规定要求运动。
3. 可编程控制器(PLC)
可编程控制器主要完成数控设备的各种执行机构的逻辑
顺序控制，即用PLC程序代替用继电器控制线路，实现数控 设备的辅助功能、主轴转速功能、刀具功能的译码和控制。 数控设备用PLC有内装型和独立型两种。
4）直接通讯输入。
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（2）信息处理 输入装置将加工信息传给CNC单元，编译成 计算机能识别的信息，由信息处理部分按照控制程序的规定， 逐步存储并进行处理后，通过输出单元发出位置和速度指令 给伺服系统和主运动控制部分。CNC系统的输入数据包括： 零件的轮廓信息(起点、终点、直线、圆弧等)、加工速度及 其他辅助加工信息(如换刀、变速、冷却液开关等) ，数据处 理的目的是完成插补运算前的准备工作。数据处理程序还包 括刀具半径补偿、速度计算及辅助功能的处理等。
由于计算机数控是数控系统的一种，再加上现在已经没有硬件数控， 所以我们现在管数控系统统称为CNC系统。
二、数控机床的产生与发展应用
大批大量生产方式（汽车、拖拉机、家电等零件）：刚性生产线。 机械产品中，单件小批产品占75-80%，其生产多采用通用机床，效率低。 产品的改型换代周期长。…1952,受美国空军委托，Parsons Co与麻省理 工学院（MIT):第一台3轴立式数控铣（用于直升机叶片轮廓检验样板曲 线）。55年进入实用阶段（美国飞机制造业中加工复杂曲面）。
数控机床概述
CNC概念、组成、特点、分类、发展
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第一节 数控机床的基本概念
一、数控设备和数控机床
(一)数控设备和数控机床的概念
⒈数控，即数字控制（Numerical Control，简称NC）是近代发展起 来的一种自动控制技术，在机床领域是指用数字化信号对机床运动及其 加工过程进行控制的一种方法。定义中的“机床”不仅指金属切削机床， 还包括其它各类机床，如线切割机床、三坐标测量机等。