数控技术讲义课件

1.4.2 数控技术发展趋势
1． 高速高精度
机床向高速化方向发 展，可充分发挥现代刀 具材料的性能，可大幅 度提高加工效率、降低 加工成本，提高零件的 表面加工质量和精度。
上世纪90年代以来， 高速主轴单元（电主轴， 转速15000－ 100000r/min）、高速且 高加/减速度的进给运动 部件（快移速度 60~120m/min，切削进给 速度高达60m/min）、高 性能伺服系统以及工具 系统都出现了新的突破。
图 第一台数控机床
数控机床加工过程
零件图
数控系统
机床
首先由编程人员按照零件的几何形状和加工工艺要求将加工过 程编成加工程序。数控系统读入加工程序后，将其翻译成机器能够 理解的控制指令，再由伺服系统将其变换和放大后驱动机床上的主 轴电机和进给伺服电机转动，并带动机床的工作台移动，实现加工 过程。数控系统实质上是完成了手工加工中操作者的部分工作。
图 切削速度的发展
现代科学技术的发展，对机械加工高精度的提出了新的要求：
普通的加工精度提高了一倍，达到5微米；精密加工精度提高了两个数量级，超精密加
1.4 数控技术的发展
1.4.1 数控技术的产生与发展
计算机技术的每一点进步都在推动数控技术向前发展。
“六代” 1 电子管，1952，Parsons Corp.,MIT,美空军后勤司令部合作，第一台立 式铣； 2 晶体管、印刷电路，1959，晶体管元件的出现使电子设备的体积大大减 小，数控系统中广泛采用晶体管和印刷电路板，K&T开发第一台加工中心 MILWAUKEE-MATIC。 3 小规模集成电路,1965,由于它体积小、功耗低，，使数控系统的可靠性 得以进一步提高。1967英国最初的FMS. 4 通用小型计算机,1970，在美国芝加哥国际机床展览会上，首次展出了 一台以通用小型计算机作为数控装置的数控系统，特征为许多数控功能由软 件完成。 5 微处理器，1974，开始出现的以微处理器为核心的数控系统被人们誉为 第五代数控系统，近30年来，装备微处理机数控系统的数控机床得到飞速发 展和广泛应用。 6 基于PC（PC-BASED）的数控,20世纪80年代，基于PC开发式数控系统。
1．造价较高； 2．调试和维修比较复杂，需要专门的技术人员； 3．对编程人员的技术水平要求较高。
1.3 数控机床的选型 1.3.1 机床类型的选择
图1-7 3种机床的适用范围
1.3.2 数控机床性能参数及其选择
数控wk.baidu.com置的性能指标反映了数控系统的基本性能，是选择数控系 统的主要依据，概括起来如下
1．控制轴数和联动轴数
轮廓控制数控机床
1.2.2 按伺服系统的类型分类 1． 开环控制数控机床
2． 闭环控制 数控机床
3． 半闭环控制 数控机床
1.2.3 按功能水平分类
1. 高级型数控系统 2. 普及型数控系统 3. 经济型数控系统
表 数控系统的功能分类
1.2.4 按工艺用途分类
数控机床的特点
优点 1． 适应性强； 2． 加工精度高、质量稳定； 3． 生产效率高、经济效益好； 4． 减轻操作者的劳动强度、操作简单； 5． 有利于生产管理的现代化； • 具有故障诊断和监控能力； 问题：
1.1.2 数控机床的组成
图1-2是数控机床的组成框图。除了机床本体以外的部分统称为数
控系统，数控装置是数控系统的核心。
1． 输入/输出设备
2． 数控装置
3． 伺服单元
4． PLC及接口
5． 机床本体 6． 测量装置
操作面板
接口电路 P
机
输入设备
数
L C
主轴伺服单 元
主轴电 机
床
控
本
装
输出设备 置
目录
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第八章 第九章
概述 数控加工编程基础 数控加工程序的编制 计算机数控装置 数控装置的轨迹控制原理 数控机床的伺服系统 故障诊断与自修复 数控技术的发展与机械加工自动化
前言
数控机床是当代机械制造业的主 流装备。
数控技术范围复盖很多领域： (1)机械制造技术； (2)信息处理、加工、传输技术： (3)自动控制技术； (4)伺服驱动技术； (5)传感器技术： (6)软件技术等 。
2. 插补功能
3．脉冲当量（控制分辨率）
4．定位精度和重复精度
5．行程
6．主轴转速和进给速度及其调节范围
7．机床数控功能
8．程序的编辑、管理和控制
9．误差补偿功能 10.加减速控制功能 11.逻辑控制功能 12.通信方式 13.故障诊断功能
**以上性能指标可以作为 选择数控装置时参考，用 户应该根据实际需要，综 合考虑性能和价格，作出 最经济实用的选择。
*1952年，第一台数控机床在MIT问世，成为世界机械工业史上一件划时代 的事件，推动了自动化的发展。当时控制程序是记录在纸带上的字符和数字， 故称数字控制机床。
*1955年，第一台商业数控机床在美国全国机床展览会上展出。
美国MIT 的Servomechanism Laboratory 研制出第一台数控 机床(1952)
计算机数控CNC
一种控制系统，它自动读入 载体上的数字信息，经过 译码，控制机床运动。整 个系统包括信息输入、运 算和控制、进给伺服驱动 和主轴驱动以及机电接口 等。其中运算和控制部分， 是数控系统的核心,称为数 控装置NCU 。以计算机系 统为主构成的数控系统， 运算和控制部分是一个专 用的计算机，也称为计算 机数控CNC。数控装置有时 也简称为数控系统。
进给伺服单 元
进给电 机
体
位置检 测
图1-2 数控机床的逻辑组成
图 数控机床物理结构
1.2 数控机床的分类
从不同的角度对数控机床进行分类，常见的有以下几种分类方法：
1.2.1 按运动控制轨迹分类
1. 点位控制数控机床 2. 直线控制数控机床 3. 轮廓控制数控机床
点位控制数控机床
直线控制数控机床
数控铣床XKA714（床身）
数控车床
转塔刀架
1.1 数字控制与数控机床
1.1.1 基本概念
数字控制（NC，numerical control） GB8129-87,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。
数控系统（NC system） ：实现数控技术的机电控制设备； 数控机床：装备了数控系统的机床。