本次课内容 第九章 数控加工技术 数控技术概述 数控机床的组成及工作原理 数控机床的加工及其工艺规划 四、数控加工编程 第十章 先进制造技术与生产模式 一、 超精密加工与微细加工 高速切削 计算机集成制造系统 四、其他先进生产模式
本次课内容 第十章 先进制造技术与生产模式 一、超精密加工与微细加工 二、高速切削 三、计算机集成制造系统 四、其他先进生产模式 第九章 数控加工技术 一、数控技术概述 二、数控机床的组成及工作原理 三、数控机床的加工及其工艺规划 四、数控加工编程
第九章数控加工技术 一、数控技术简述 1.数控(Numerical Control)技术的涵义 数字控制 把数字信息（包括字母、数字和符号)输入 数控装置来控制执行机构完成预定的动作。 数控机床 应用数控技术对加工过程进行控制的机床， 它按照程序自动实现零件加工。 伺服电机/ 步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线 步进电机 位移的开环控制元件；伺服电机是指在伺服 系统中控制机械元件运转的发动机，是一种 补助马达间接变速装置。它们驱动进给运动。 联动轴数 进给运动的自由度数称为轴数，数控系统 同时控制的轴数称为联动轴数
一、数控技术简述 1.数控(Numerical Control)技术的涵义 数字控制 伺服电机/ 步进电机 把数字信息（包括字母、数字和符号）输入 数控装置来控制执行机构完成预定的动作。 应用数控技术对加工过程进行控制的机床， 它按照程序自动实现零件加工。 步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线 位移的开环控制元件；伺服电机是指在伺服 系统中控制机械元件运转的发动机，是一种 补助马达间接变速装置。它们驱动进给运动。 进给运动的自由度数称为轴数，数控系统 同时控制的轴数称为联动轴数。 数控机床 联动轴数 第九章 数控加工技术
第九章数控加工技术 一、 数控技术简述 2.数控机床(NC machine tools))的分类 普通数控机床 ○按工艺用途 ● 加工中心 立柱 主 刀库 Z 轴 数控面板 数控面板 主轴 箱 主轴 铣刀 立柱 铣刀 数控立式铣削加工中心 工作台 工作台 数控立式铣床
一、数控技术简述 2.数控机床(NC machine tools)的分类 第九章 数控加工技术 按工艺用途 普通数控机床 加工中心 数控卧式车床 数控立式铣床 数 控 立 式 铣 削 加 工 中 心
第九章数控加工技述 一、数控技术简述 Open-loop control~ 2.数控机床(NC machine tools))的分类 Closed-loop control~ 按控制方式 Semi-closed-loop control~ 数控装置发出的信号流程是单向的，机床没有检测与 反馈装置。其精度主要取决于步进电机和机械传动机 构的性能和精度，适用于一般要求的中小型数控机床。 机床工作台 令 输 数控装置 步进电机 图9-1 开环控制系统示意图
一、数控技术简述 2.数控机床(NC machine tools)的分类 第九章 数控加工技术 数控装置发出的信号流程是单向的，机床没有检测与 反馈装置。其精度主要取决于步进电机和机械传动机 构的性能和精度，适用于一般要求的中小型数控机床。 数控装置 步进电机 机床工作台 指 令 输 入 图 9-1 开环控制系统示意图 按控制方式 Open-loop control~ Closed-loop control~ Semi-closed-loop control~
第九章数控加工技述 一、 数控技术简述 Open-loop control- 2.数控机床(NC machine tools))的分类 ● Closed-loop control~ ©按控制方式 Semi-closed-loop control~ 在开环控制数控机床上增加了检测反馈装置，在加工中直 接对机床工作台的实际位置进行检测，并反馈给数控系统 进行修正。主要使用于精度要求很高的镗铣床、超精车床、 磨床以及较大型的数控机床等。 机床工作台 指 令 数控 伺服 输 装置 比较器 放大器 电机 反馈信号 伺服系统 图9-2 闭环控制系统示意图
一、数控技术简述 第九章 数控加工技术 在开环控制数控机床上增加了检测反馈装置，在加工中直 接对机床工作台的实际位置进行检测，并反馈给数控系统 进行修正。主要使用于精度要求很高的镗铣床、超精车床、 磨床以及较大型的数控机床等。 比 较器 伺 服 电 机 指 令 输 入 图 9-2 闭环控制系统示意图 机床工作台 放大器 反馈信号 - + 数 控 装 置 + 伺服系统 2.数控机床(NC machine tools)的分类 按控制方式 Open-loop control~ Closed-loop control~ Semi-closed-loop control~
第九章数控加工技术 一、数控技术简述 Open-loop control- 2.数控机床(NC machine tools))的分类 ● Closed-loop control- 按控制方式 Semi-closed-loop control 通过检测伺服电机或丝杠的旋转角度来间接地检测出 工作台的位移量，而不是直接检测工作台的实际位置 。该系统可消除伺服驱动机构的误差，但不能消除机 械传动所带来的误差，如丝杠的螺距误差、齿轮间隙 引起的运动误差等。可满足普通数控机床的要求。 机床工作台 输 数控 伺服 装置 比较器 放大器 电机 反馈信号 伺服系统 图9-3 半闭环控制系统示意图
一、数控技术简述 第九章 数控加工技术 通过检测伺服电机或丝杠的旋转角度来间接地检测出 工作台的位移量，而不是直接检测工作台的实际位置 。该系统可消除伺服驱动机构的误差，但不能消除机 械传动所带来的误差，如丝杠的螺距误差、齿轮间隙 引起的运动误差等。可满足普通数控机床的要求。 比 较器 图9-3 半闭环控制系统示意图 机床工作台 放大器 - 反馈信号 + 伺 服 电 机 数 控 装 置 伺 服系统 输入 信号 2.数控机床(NC machine tools)的分类 按控制方式 Open-loop control~ Closed-loop control~ Semi-closed-loop control~
第九章数控加工技术 一、 数控技术简述 高级型high-level~ 2.数控机床(NC machine tools)的分类 普及型~popular~ ©按数控系统的功能水平 经济型~economical 类型 CPU 联动轴数 分辨率 进给速度 驱动电机 通讯接口 显示功能 高级型 32位 5以上 0.1um ≥24m/min 数字交流伺服 MAP 三维动态 普及型 16位 5以下 lum ≤24m/min 交直流伺服 RS232/DNC 平面图形 经济型 8位 3以下 10m (6~8)m/min 步进 RS232 字符显示 两轴联动 按联动轴数 两轴半联动 三轴联动 多轴联动
一、数控技术简述 第九章 数控加工技术 按数控系统的功能水平 高级型~ high-level ~ 普及型~ popular ~ 经济型~ economical~ 按联动轴数 类型 CPU 联动轴数 分辨率 进给速度 驱动电机 通讯接口 显示功能 高级型 32位 5以上 0.1μm ≥24m/min 数字交流伺服 MAP 三维动态 普及型 16位 5以下 1μm ≤ 24m/min 交直流伺服 RS232/DNC 平面图形 经济型 8位 3以下 10μm (6~8) m/min 步进 RS232 字符显示 两轴联动 两轴半联动 三轴联动 多轴联动 2.数控机床(NC machine tools)的分类
第九章数控加工技术 一、数控技术简述 3.数控加工的特点 Complete flexibility;a part program is needed only for producing a new part Accuracy is maintained through the full range of speeds and feeds o The possibility of manufacturing a part of complicated contour O A shorter production time Higher productivity achieved by saving indirect time,such as setting up and adjusting the machine and using one operator to monitor several machining operations,or by using completely automatic operation in unmanned production -ASM Handbook Volume 16 Machining 9th Edition,page 1037
一、数控技术简述 3.数控加工的特点 第九章 数控加工技术 ⚫ Complete flexibility; a part program is needed only for producing a new part ⚫ Accuracy is maintained through the full range of speeds and feeds ⚫ The possibility of manufacturing a part of complicated contour ⚫ A shorter production time ⚫ Higher productivity achieved by saving indirect time, such as setting up and adjusting the machine and using one operator to monitor several machining operations, or by using completely automatic operation in unmanned production —ASM Handbook Volume 16 Machining 9th Edition, page 1037
第九章数控加工技术 二、数控机床的组成及工作原理 1.数控机床的组成 机床/O电路和装置 机床本体 操作面板 PLC 主轴伺服单元 主轴驱动装置 键盘 主运动机构 进给伺服单元 进给驱动装置 进给传动机构 辅助控制机构 计算机 输入输出 数控 设备 装置 CNC) 测量装置 图9-4数控机床的组成示意图
操作面板 输入输出 设备 计算机 数控 装置 （CNC） PLC 主轴伺服单元 主轴驱动装置 进给伺服单元 进给驱动装置 测量装置 键盘 机床本体 主 运 动 机 构 进 给 传 动 机 构 辅 助 控 制 机 构 机床I/O电路和装置 图9-4 数控机床的组成示意图 二、数控机床的组成及工作原理 1.数控机床的组成 第九章 数控加工技术
第九章数控加工技术 二、数控机床的组成及工作原理 2.数控机床的工作原理 脉 加工图样 伺服系统 编 数控 输入装置 数控装置 编程手册 加工 床 程序 信 PLC 工艺规划 图95数控机床的工作原理 插补 (interpolation) 终点 A(xo,yo) 程序只规定刀具运动的起点、终 点和运动方式（直线、圆弧、函数）， 刀具运动轨迹由插补算法控制。 插补算法种类：脉冲增量插补和 数据采样插补 图9-6逐点比较法直线插补
二、数控机床的组成及工作原理 2.数控机床的工作原理 第九章 数控加工技术 插补（interpolation） 程序只规定刀具运动的起点、终 点和运动方式(直线、圆弧、函数)， 刀具运动轨迹由插补算法控制。 插补算法种类：脉冲增量插补和 数据采样插补 x y 图9-6 逐点比较法直线插补 图9-5 数控机床的工作原理 编制 数控 加工 程序 数 控 装 置 输 入 装 置 伺服系统 PLC 脉 冲 信 号 机 床 加工图样 编程手册 工艺规划 终点 A(x0 ,y0 )