《数控技术》 PPT课件

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第一章 绪 论
§1-1 数控系统及数控机床的基本概念
一、定义
1. 数字控制 (数控NC) (Numerical Control )
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2、直接数字控制系统
DNC系统是用一台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的系统。计 算机将一组数控机床与存储有零件加工程序 和机床控制程序的公共存储器相连接，根据 加工要求想向机床分配数据和指令。
DNC系统可分为间接控制型和直接控制型两 种。
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4、计算机集成制造系统 CIMS
采用现代计算机技术将制造工厂全部生产活 动所需的各种分散的自动化系统有机地集成 起来 。
CIMS将计算机辅助设计（CAD）、计算机 辅助制造(CAM)、计算机辅助管理集成在一 起。
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三、数控机床的产生和发展现状
1、数控设备的发展历史
1952年，三坐标连续控制铣床的系统研究 成功。电子管元件 、晶体管元件、 集成电 路数控系统 、大规模集成电路及小型计算 机和，微处理机和微型计算机。
数控加工中心（machining center）的出 现使单机数控自动化向计算机控制的多机制 造系统自动化方向发展。
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（2）、柔性制造系统
一般由加工、物流、信息流三个子系统组成。
▪加工系统：由CNC机床按DNC的控制方式构 成。 系统中的机床，有互补和互替两种配置原则： 互补是指在系统中配置有完成不同工序的机床； 互替是指在系统中配置有相同功能的机床。
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▪物流系统包括工件和刀具两个子系统。
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6、加工中心MC：数控机床配有刀具 库和自动换刀装置就构成加工中心，它 可以一次装夹并进行多工序加工。
7、并联机床：新一代机床的发展趋势，进一步 满足超精密，超高速。
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驱动并联化 并联加工 中心 （又称6条 腿数控机 床、虚轴 机床）是 数控机床 在结构上 取得的重 大突破。
刀具系统设有中央刀库，由机器人在中央 和各机床的刀库之间进行输送和交换刀具。
工件系统包括工件、夹具的输送、装卸以 及仓储等装置。
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▪信息流系统包括作业计划，加工系统和 物流系统的调度与自动控制，在线状态 监控及其数据和信息处理，以及故障在 线检测和处理等。
数控机床是一种装有程序控制系统（数控系 统）的高效自动化机床。它综合了综合了计算机 、自动控制、精密测量、机床的机构设计与制造 等方面的最新成果。
4、 数控系统（Numerical Control System） 实现数字控制的装置。 5、 计算机数控系统（Computer Numerical Control CNC ）以计算机为核 心的数控系统。
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动平台
主轴电机
伺服电机
机架
主轴
驱动杆
刀具
工件
柔性夹具
静平台
图1-1 并联机床结构示意图
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§1-2 现代数控机床的特点和发展趋势
一、特点 1. 对加工对象的适应性强。 2. 生产效率和加工精度高、加工质量稳定。 3. 能完成复杂型面的加工。
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4. 工序集中，一机多用。 5.数控机床是一种高技术的设备。
现代数控技术
罗圆智
武汉工程大学机械工程学院
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主要参考书
廖效果、刘又午等 《数控技术》
湖北科学技术出版社 武汉，2000年
毕承恩，丁乃健《现代数控机床》 机械
工业出版社 北京，1994
张建 钢等《数控技术》华中科技大学出版
社 2020/3/31 武汉，2000
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教学方法与考核方式
它具有故障诊断的能力，监控功能强，能减轻 操作者的劳动强度、实现加工自动化和操作简单 化，有利于生产管理的现代化和有利于向高级计 算机控制与管理方面发展
缺点：
1. 造价相对较高。
2. 测试和维修比较复杂，需要专门的技术人才。
3. 需要高度熟练和经过适当培训的零件编程员。
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二、数控机床的发展趋势
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随着计算机技术和控制技术的发展，出现了 直 接 数 字 控 制 系 统 （ DNC ） 、 柔 性 制 造 系 统 (FMS)、计算机集成制造系统(CIMS)。
先进制造技术 1．快速原型法（又称快速成形法） 2．虚拟制造技术 3．柔性制造系统(FMS) 4．柔性制造单元（FMC） 5．计算机集成制造系统(CIMS)
它是指用数字化信号对机床运动及其加工过 程中进行控制的一种方法。
2. 数控系统（NC Control System）
数控设备的数据处理和控制电路以及伺服机
构等统称数控控制系统。它由程序输入、输出设
备、计算机数字控制装置、可编程控制器、主轴
进202给0/3/及31 驱动装置等组成。
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3. 数控机床（NC Machine Tools）
重组实现敏捷和经济地适应不确定市场对产品多
变20地20/3要/31求。
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4 ．高精度：数控车、铣、磨等机床地工作精 度正以平均每年提升8%～10%地幅度向纳米级精 度迈进。
5．高环保：机床地绿色设计与制造以重视环 保的净洁生产为重点，干切削或微量切削液的高效 加工技术日趋成熟。
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１．高速度:以发展高速切削为先导（最高转 速达80000r/min以上），并重视对空行程的提速 (最高进给速度达80m/min)，力求达到更大的加 工效率。
2 ．高效率：在注重提高机床材料去除率的同
时，大力推进以缩短加工过程链为目标的复合加工 技术。
3 ．高柔性：机床及其制造系统的柔性化将
在可重组技术的支持下，通过对制造系统的快速
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（1）、间接控制型系统
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（2）、直接控制型系统
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3、柔性制造单元和柔性制造系统
（1）、柔性制造单元 ：由中心控制计算 机、加工中心与自动交换工件（AWC、 APC）装置所组成。
中心控制计算机负责作业调度、自动检 测与工况自动监控等功能 。
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