数控技术PPT课件
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contents •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目录01数控技术概述数控技术的定义与发展数控技术的定义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。
数控技术的发展历程从手动控制到数字控制，经历了多个阶段的发展，包括电子管、晶体管、集成电路、计算机等技术的应用。
数控技术的现状与趋势当前数控技术已经广泛应用于制造业各个领域，未来将继续向智能化、高精度、高效率等方向发展。
数控系统的组成与工作原理数控系统的组成01数控系统的工作原理02数控系统的特点03机械制造领域航空航天领域汽车制造领域其他领域数控技术的应用领域02数控机床结构与分类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。
通过先进的制造工艺和装配技术，实现高精度加工。
采用高性能伺服驱动系统和高速主轴，提高加工效率。
配备自动换刀装置、自动排屑装置等，实现自动化加工。
高刚度高精度高速度高自动化按工艺用途分类按运动方式分类按伺服系统类型分类常见数控机床类型介绍数控车床数控铣床加工中心数控磨床03数控编程基础数控编程的概念是将零件的加工信息，按照数控系统规定的代码和格式，编制成加工程序文件，并输入到数控装置中，由数控装置控制机床进行自动加工的过程。
0203分析零件图样和工艺要求确定加工方案数控编程的步骤01选择合适的数控机床选择合适的刀具、夹具和量具编制加工程序01 02 03机床坐标系工件坐标系用于控制机床的直线插补、圆弧插补等加工动作。
M指令用于控制机床的辅助功能，如换刀、冷却液开/关等。
G指令VSS指令01F指令02T指令03数控编程的常用指令与格式地址符+数字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。
04数控加工工艺与刀具选择先进行粗加工，再进行精加工，逐步提高加工精度。
先粗后精原则一次装夹原则工序集中原则基准统一原则尽可能在一次装夹中完成多道工序，减少装夹次数，提高加工效率。
数控加工与编程技术PPT课件
复合材料加工
数控技术能够实现复合材 料的精确切割和加工，提 高航空器的性能。
快速原型制造
通过数控技术快速制造出 原型件，缩短产品研发周 期。
在汽车工业领域的应用
发动机制造
数控加工与编程技术能够制造出高精度、高质量 的汽车发动机。
汽车零部件加工
数控技术能够高效地加工汽车零部件，提高生产 效率和产品质量。
测量手段。同时，加强操作人员的技能培训和质量控制意识也至关重要。
03
加工效率提升
通过优化加工工艺、选用合适的切削参数和刀具、合理安排工序等方式，
可以有效提高数控加工效率。
技术发展趋势与展望
智能化
随着人工智能技术的发展，数控加工技术将逐渐实现智能化，包括 自适应加工、智能故障诊断与远程监控等功能。
高精度与高效率
数控编程的必要性
数控编程能够提高加工效率、降低成 本、保证加工精度，是现代制造业中 不可或缺的一环。
数控编程语言与代码
数控编程语言的种类
常见的数控编程语言有G代码、M代码、S代码等，每种语言都有 其特定的用途和语法规则。
数控编程语言的语法规则
数控编程语言的语法规则包括指令格式、参数设置、坐标系使用等 方面，需要严格按照规定进行编写。
根据零件的结构、加工精度和材料等因素，将整 个加工过程划分为若干个工序。
数控加工中的检测与控制
在加工过程中，需要对工件进行检测和控制，以 确保加工精度和表面质量。
数控刀具与材料
数控刀具的种类与特点
根据不同的加工需求，可以选 择不同类型的数控刀具，如铣 刀、钻头、车刀等。
数控刀具的材料
常用的数控刀具材料有高速钢 、硬质合金、陶瓷和金刚石等 。
数控编程经验总结
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。
《数控加工技术》课件
数控编程的基本概念
数控编程的定义
数控编程是根据零件图样和工艺要 求，使用数控语言或CAD/CAM软件
，编写出用于控制数控机床进行切 削加工的程序。
数控编程的步骤
分析零件图样和工艺要求、确定加 工工艺方案、建立数学模型、进行 加工轨迹的计算、生成数控程序和
程序校验等。
数控编程的语言
数控编程语言是一组用于描述零件 加工过程的指令集合，常见的数控 编程语言有G代码、M代码等。
根据零件的形状、尺寸和材料等要求，选 择合适的加工设备、刀具、夹具和切削参 数，制定出合理的加工工艺路线。
加工余量与切削用量的确定
工艺文件的编制
根据零件的加工精度和表面质量要求，确 定合理的加工余量和切削用量，以提高加 工效率和加工质量。
将制定的加工工艺路线、工艺参数和操作 规程等整理成工艺文件，以便生产部门按 照文件要求进行生产。
详细描述
轴类零件的数控加工实例包括各种传动轴、主轴、轴承座等，这些零件通常需要高精度 和高可靠性的加工要求。在加工过程中，需要采用合适的刀具和切削参数，确保零件的 尺寸精度、表面质量和形位公差达到要求。同时，还需要注意控制热变形和切削振动等
因素对加工精度的影响。
板类零件的数控加工实例
总结词
板类零件通常指平面度要求较高的薄板或厚板，其加工工艺要求相对较低，但也需要精确控制尺寸和形位公差。
详细描述
板类零件的数控加工实例包括各种机架、底座、盖板等，这些零件通常需要大尺寸和高刚性的加工要求。在加工 过程中，需要采用合适的加工策略和装夹方式，确保零件的平面度和形位公差达到要求。同时，还需要注意控制 切削参数和刀具磨损等因素对加工精度的影响。
模具零件的数控加工实例
总结词
机床数控技术PPT课件
3、按伺服系统分类
（1）开环数控系统；（2）半闭环数控系统；（3）闭环数控系统
（1）开环数控系统 没有位置测量装置，信号流是单向的（数控装置→进给系统）， 故系统稳定性好。
CNC 插补指令
脉冲频率f 脉冲个数n
换算
f、n
脉冲环 形分配
变换
A相、B
相
功率
放大
C相、…
机械执行部件
电机
（2） 半闭环数控系统
第一节拍——偏差判别 第二节拍——进给 第三节拍——偏差计算 第四节拍——终点判别
如此不断重复上述四个节拍就可 以加工出所要求的轮廓。
开始
偏差判别
坐标进给
y
偏差计算
3 2
终点判 1 别
O1
Y
2N 3
E(4,3)
4
x
给 结束
（2） 直线插补的运算程序流程
3）不同象限的直线插补
对第二象限，只要用| x |取
出一进给脉冲，刀具从这点向 y 方向迈进一步，新加工点
P(xi , y j1 ) 的偏差值为
Fi, j1 xe ( y j 1) xi ye
xe y j xi ye xe Fi, j xe
即： Fi, j1 Fi, j xe
2）节拍控制和运算程序流程 （1） 直线插补的节拍控制 逐点 比较法直线插补的全过程，每走一步 要进行以下四个拍节：
的加工偏差有以下三种情况：
若点 P(xi , y j ) 正好落在圆弧上，则下式成立
xi2
y
2 j
x02
y02
R2
若加工点 P(xi , y j ) 落在圆弧外侧，则 RP R ，即：
xi2
y
数控技术6ppt课件
A、B两相的作用
A
✓ 根据脉冲的数目可得出被
测轴的角位移；
✓ 根据脉冲的频率可得被测
90O
轴的转速；
B
✓ 根据A、B两相的相位超前
滞后关系可判断被测轴旋
转方向。
Z相的作用
Z
✓ 被测轴的周向定位基准信号；
……
✓ 被测轴的旋转圈数计数信号。
码盘转一圈
增量式码盘的规格及分辨率
规格 ✓ 增量式码盘的规格是指码盘每转一圈发出的脉冲数；
磁栅检测装置的组成及特点
制作简单、安装调整方便，对使用环境条件要求较低
1、磁性标尺
常采用不导磁材料做基体，在上面镀上一 层10~30μm厚的均匀磁膜。再用录磁磁头在磁 尺上记录节距相等的周期性变化的磁信号，节 距通常为0．05、0．1、0．2μm等。最后磁尺 表面涂上保护层。
莫尔条纹的特点：
(2)平均效应
莫尔条纹是由若干线纹组成，例如每毫米100线的光栅， 10mm长的莫尔条纹，等亮带由2000根刻线交叉形成。
因而对个别栅线的间距误差(或缺陷)就平均化了，在很 大程度上消除误差的影响。
莫尔条纹的节距误差就取决于光栅刻线的平均误差。
莫尔条纹的特点：
(3)莫尔条纹的移动规律 莫尔条纹的移动与栅距之间的移动成比例。
22
测得被测轴的周向绝对位置。
21
20
绝对编码盘的编码方式及特点
二进制编码： ✓ 特点：编码顺序与位置顺序相一 致，但相邻两个二进制数可能有 多个码不同，切换时容易产生非 单值性误差。
✓ 误差分析：
0111
23
1000
22
21
20
3.绝对式脉冲编码器
格雷码（循环码、葛莱码） ✓ 特点：任何两个编码之间只 有一位是变化的，因而可把 误差控制到最小。但编码与 位置顺序无直接规律。
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
数控加工技术PPT课件
镗
高，一般将主轴转速在10000-20000r/min以上定为高速切削；进给速度很
铣
高，通常达15-50m/min，最高可达90m/min；对于不同的切削材料和所釆
、 加 工 中 心
用的刀具材料，高速切削的含义也不尽相同。其优点在于：
加工时间短，效率高。高速切削的材料去除率通常是常规的3～5倍。 刀具切削状况好，切削力小，主轴轴承、刀具和工件受力均小。切削力 降低大概30%~90%，提高了加工质量。
位置 18 - 76
床
机上激光对刀仪
标准
的
工件托盘转换装置
位置 7, 20, 48
类 型
红外工件测头
可选
重量
包括工件托盘交换装置
6500 kg
7
7
数控镗、铣及加工中心加工工艺
数
控 镗 铣 、
三坐标数控镗铣床与加工中心的共同特点是除具有普通铣床的工艺
性能外，还具有加工形状复杂的二维以至三维复杂轮廓的能力。这些复 杂轮廓零件的加工有的只需二轴联动(如二维曲线、二维轮廓和二维区域 加工)，有的则需三轴联动(如三维曲面加工)，它们所对应的加工一般相 应称为二轴(或2.5轴)加工与三轴加工。 对于三坐标加工中心(无论是立
19 19
第五章 数控镗、铣及加工中心加工工艺
数
控
镗
铣
、
加
工
中
心 加 工 的
立体曲面类零件:加工面为 空间曲面的零件称为立体 曲面类零件。这类零件的 加工面不能展成平面
箱体类零件：一般是指具 有孔系和平面，内部有一 定型腔，在长、宽、高方 向有一定比例的零件
异型件：外形不规则的 零件，大多要点、线、 面多工位混合加工
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1-1 数控技术的基本概念与特点
二 数控技术的特点
提高加工精度 提高生产效率 改善工作条件 有利于生产管理 便于实现自动化 便于实现网络化 便于实现智能化
1-2 数控技术的产生与发展
一、 数控技术的产生
1948年： 麻省理工学院&帕森斯公司研制 1952年：世界第一台三坐标数控铣床诞生 1955年：投入实用阶段
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）进行可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。 数控技术就是利用数字化信号进行控制的技术
表1 控制介质和输入输出设备表
控制介质
输入设备
输入设备
穿孔纸带
纸带阅读机
纸带穿孔机
磁盘
磁盘驱动器
光盘
光盘驱动器
1-3 数控机床的工作原理与数控系统的分类
通讯 现代的数控系统除采用输入输出设备进行信 息交换外，一般都具有用通讯方式进行信息交换的 能力。它们是实现CAD/CAM的集成、FMS和CIMS 的基本技术。采用的方式有：
机床 NC 超程 主轴
超程解除
Y
10
100
循环驱动 进给保持 冷却液开关 刀松/刀紧 X
Z1
1000
急停
空运行 机床锁定 Z 轴锁定 MST 锁定
坐标轴选择
任选程序段 +JOG 快进 -JOG 主轴正转 主轴停 主轴反转
增量倍率 10
0
90
20
手摇脉冲发生器
传统加工 数控加工
图2 传统加工与数控加工的比较图
注：该数控机床是在1946年计算机问世的前提下诞生的， 数控系统由电子管构成且为硬线数控系统
1-2 数控技术的产生与发展
二、数控技术的发展
从NC发展到CNC MC（加工中心）的发展 DNC（直接数字控制）的发展 FMC（柔性制造单元）的发展 FMS（柔性制造系统）的发展 CIMS（计算机集成制造系统）的发展 IMS（智能制造系统）的发展
操作面板
▪ 它是操作人员与数控装
计算机数控系统
操作面板 PLC
机床 I/O 电路和装置 主轴伺服单元 主轴驱动装置
键盘
输入输出 设备
计算机 数控 装置
进给伺服单元 测量装置
进给驱动装置
机床
主进辅
运给助
动
传 动
控 制
机机机
构构构
置进行信息交流的工具。
14''
ESC A B C
D
E RST
F
G
H
I
J
彩色
所取得的成果（达到当时世界先进水平） “华中Ⅰ型”数控系统（华中科技大学） “中华Ⅰ型”数控系统（珠峰数控公司） “蓝天Ⅰ型”数控系统 “航天Ⅰ型”数控系统
1-2 数控技术的产生与发展
四、数控技术的重要地位 汽车工业例 “东芝事件”例 “夕阳工业”学说 数控技术在我国的定位：
21世纪振兴我国机械行业的重要技术
增量倍率 10
0
90
20
手摇脉冲发生器
1-3 数控机床的工作原理与数控系统的分类
计算机数控系统
机床 I/O 电路和装置
机床
控制介质与输入输出设备
操作面板 PLC 主轴伺服单元 主轴驱动装置
键盘 计算机 进给伺服单元 进给驱动装置
主进辅
运给助
动
传 动
控 制
机机机
输入输出 数 控
构构构
设备
装置
测量装置
1-3 数控机床的工作原理与数控系统的分类
数控机床的组成与工作原理
计算机数控系统
机床 I/O 电路和装置
操作面板 PLC 主轴伺服单元 主轴驱动装置
键盘
输入输出 设备
计算机 数控 装置
进给伺服单元 测量装置
进给驱动装置
机床
主进辅
运给助
动
传 动
控 制
机机机
构构构
1-3 数控机床的工作原理与数控系统的分类
1-2 数控技术的产生与发展
三、我国数控技术的发展 1958年：开始进行数控机床研制（JCS-018）
富有成效的研制四阶段
“六五”（1981~1985年）引进国外技术 “七五”（1986~1990年）消化吸收 “八五”（1991~1995年）科技攻关 “九五”（1996~2000年）产业化攻关
1-2 数控技术的产生与发展
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。它数控技术典型应用的例子
第一章 数控技术概述
数控加工与传统加工的比较
工艺分析
工序卡
数控加 工程序
ESC A
B
C
D
E RST
14''
F
G
H
I
J
彩色 显示器
PgU
K
10
关
开 自动
回零 0
160
1
驱动器
160 XY Z A
电源
报警
器；。
方式选择
进给修调
主轴修调
机床 NC 超程 主轴
超程解除
Y
10 100
循环驱动 进给保持 冷却液开关 刀松/刀紧 X
Z1
1000
▪ 它是数控机床特有部件。 急停
空运行 机床锁定 Z 轴锁定 MST 锁定
坐标轴选择
任选程序段 +JOG 快进 -JOG 主轴正转 主轴停 主轴反转
▪ 组成：按钮站、状态灯、
显示器
PgU K
LM
N
O
p
PgD P
Q
R
S
T
n
HO
[
] UVW
ME
END < > X
Y
Z
按键阵列（功能与计算
SHI :
7
8
9
0 ALT
FT
CR “ 4
5
6
BACK
SPACE
TAB ？
1
2
3 INS CTR
L
机键盘一样）和显示
电源
步进 点动
单段
手摇
30 40 50 20 10
▪ 控制介质是记录零件加工程序的媒介
▪ 输入输出设备是CNC系统与外部设备进行交互装置。
交互的信息通常是零件加工程序。即将编制好的记 录在控制介质上的零件加工程序输入CNC系统或将 调试好了的零件加工程序通过输出设备存放或记录 在相应的控制介质上。
▪ 数控机床常用的控制介质和输入输出设备见表1：
1-3 数控机床的工作原理与数控系统的分类
数控技术
主要参考书
吴祖育，秦鹏飞 《数控机床》第三版 上海科学技术出版社 上海 2001年
任玉田《机床计算机控制技术》 北京工业大学出版社 北京 1999年
毕承恩，丁乃健《现代数控机床》 机械工业出版社 北京 1994年
第一章 数控技术概述
1-1 数控技术的基本概念与特点
一 数控技术的基本概念
L
M
N
O
p
PgD
P
Q
R
S
T
n
HO
[
]
U
V
W
ME
END < > X
Y
Z
SHI :
789来自0 ALTFT
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5
6
BACK
SPACE
TAB ？
1
2
3 INS CTR
L
电源
步进 点动
单段
手摇
30 40 50 20 10
10
关
开 自动
回零 0
160
1
驱动器
160 XY Z A
电源
报警
方式选择
进给修调
主轴修调