第1章概论 11数控技术的发展过程 111数控机床的出现和发展 数控是数字控制( Numerical control)的简称, 是近代发展起来的用数字化信息进行控制的自动 控制技术其含义使用以数值和符号构成的数字 信息自动控制机床的运转数控机床也称NC机床 第一代:1952年,电子管控制的第一台三坐标 联动的铣床; 第二代:1959年,出现了晶体管控制的“加工 中心”; 第三代:1965年,出现了小规模集成电路使数 控系统的可靠性得到了进一步的提高; 以上三代数控系统都是采用专用控制硬件逻 辑数控系统称为普通数控系统即NC系统
第1章 概论 1.1 数控技术的发展过程 1.1.1 数控机床的出现和发展 数控是数字控制( Numerical control )的简称, 是近代发展起来的用数字化信息进行控制的自动 控制技术.其含义使用以数值和符号构成的数字 信息自动控制机床的运转.数控机床也称NC机床. 第一代: 1952年 ,电子管控制的第一台三坐标 联动的铣床； 第二代:1959年,出现了晶体管控制的“加工 中心”； 第三代:1965年,出现了小规模集成电路.使数 控系统的可靠性得到了进一步的提高； 以上三代数控系统都是采用专用控制硬件逻 辑数控系统,称为普通数控系统,即NC系统
第四代:1967年以计算机作为控制单元的数控制系 统FMS( Flexible Manufacturing System),柔性制造系统。 第五代:1970年,美国英特尔开发使用了微处理器CNC。 1.1.2我国数控机床发展概况 1.1.3数控机床的发展趋势 1.数控系统发展趋势 采用开放式结构:进线、联网、专用要求。 向智能化发展 具有自动编程、模糊控制、学习控制、自适应控制、工艺 参数自动生成、三维刀具补偿、运动参数动态补偿,人机界面 极为友好,有故障专家诊断系统。 2.数控机床发展趋势 高速、高效、高精度、高可靠性 模块化、专门化、个性化;智能化、柔性化和集成化
第四代:1967年以计算机作为控制单元的数控制系 统.FMS(Flexible Manufacturing System) ,柔性制造系统。 第五代:1970年,美国英特尔开发使用了微处理器.CNC。 1.1.2 我国数控机床发展概况 1.1.3 数控机床的发展趋势 1. 数控系统发展趋势 ● 采用开放式结构：进线、联网、专用要求。 ● 向智能化发展 具有自动编程、模糊控制、学习控制、自适应控制、工艺 参数自动生成、三维刀具补偿、运动参数动态补偿，人机界面 极为友好，有故障专家诊断系统。 2.数控机床发展趋势 ● 高速、 高效、高精度、高可靠性 ● 模块化、专门化、个性化；智能化、柔性化和集成化
开放性 12数控机床的基本组成及工作原理 121数控机床的组成 伺服系统 加工程序 输入装 数控系统 机床 辅助控制装置 反馈系统 图1.1数控机床的基本组成
● 开放性 1.2 数控机床的基本组成及工作原理 1.2.1 数控机床的组成
数控系统功用:接受数控装置送来的脉 经过数控系统的逻辑电路或系统软件进行编译、 运算和逻辑处理后,输出各种信息和指令,控制 机床各部分进行规定的动作。 12,2数控机床的工作原理 数控机床加工零件首先要将被加工零件的图 样及工艺信息数字化,用规定的代码和程序式编写 加工程序,然后将所编写程序指令输入到机床的数 控装置中数控装置再将程序代码进行译码、运 算,向机床各个坐标的伺服机构和辅助控制装置 发出信号,驱动机床各运动部件,控制所需要的 辅助运动,最后加工出合格零件
数控系统功用:接受数控装置送来的脉冲信号, 经过数控系统的逻辑电路或系统软件进行编译、 运算和逻辑处理后，输出各种信息和指令，控制 机床各部分进行规定的动作。 1.2.2 数控机床的工作原理 数控机床加工零件,首先要将被加工零件的图 样及工艺信息数字化,用规定的代码和程序式编写 加工程序,然后将所编写程序指令输入到机床的数 控装置中.数控装置再将程序(代码)进行译码、运 算，向机床各个坐标的伺服机构和辅助控制装置 发出信号，驱动机床各运动部件，控制所需要的 辅助运动，最后加工出合格零件
13数控机床的分类 13.1按控制系统功能分类 1.点位控制数控机床 2.点位直线控制机床 3.轮廓控制机床 刀具 图1.2点位控制钻孔加工示意图
1.3 数控机床的分类 1.3.1 按控制系统功能分类 1. 点位控制数控机床 2. 点位直线控制机床 3. 轮廓控制机床
工件 刀具 图14轮廓控制铣削加工示意图 图13点位直线控制切削加工示意图 (a) 图15直线插补和圆弧插补 a)直线插补:(b)圆弧插补
1.3.2按加工方式分类 1.一般数控机床 2.加工中心 1.3.3按伺服控制分类 1.开环控制系统 2.闭换控制系统 3.半闭环控制系统 工作台 鼇 步进 电动机 减速器 图1.6开环控制系统框图
1.3.2 按加工方式分类 1. 一般数控机床 2.加工中心 1.3.3 按伺服控制分类 1.开环控制系统 2.闭换控制系统 3.半闭环控制系统
工作台 位置检测元件 输入 何服 电动机 速度检测元件 速度反馈 位置反馈 图1.7闭环控制系统框图 作台 伺服 装置 电 电动机 速度检测元件 速度反馈 位置反馈 转角检测元件 图1.8半闭环控制系统框图
1.3.4按数控系统的功能水平分类 表11低、中、高档数控系统功能水平指标 功能 低档 中者 高: 分辨率(m) 进给遮度( /min 动进给类型 开坏 半闭环或闭环的直流或交流伺服系统 联动轴数(轴 2-3 2~4 3~5以上 通信功能 般无 RS232或DNC接口 可有MAP通信接口,有联网能 显示功能 LED或简单的CRT 较齐全的CRT显示 还有三维图形显示 内装PLC 无 有 有强功能的PC 4: CPU 8位、1位 32位我32位以上的多CPU 注:1 MAP-Manufacturing Automation PTotocol制造自动化协议 较齐全的CRT显小是指具有?符,图形、人机小话、自诊断等功能的显小
1.3.4 按数控系统的功能水平分类
1.4数控机床的特点 1.4.1数控机床的加工特点 1.适应性强,适合加工单件小批量 复杂零件 2.加工精度高,产品质量稳定 3.自动化程度高,劳动强度低 4.生产效率高 减少辅助时间和机动时间 5.良好的经济效率 6.有利于生产管理的现代化 1.4.2数控机床的使用特点 1.对维修人员的技术水平要求较高 2.对夹具和刀具的要求较高
1.4 数控机床的特点 1.4.1 数控机床的加工特点 1. 适应性强,适合加工单件小批量 复杂零件 2.加工精度高,产品质量稳定 3.自动化程度高,劳动强度低 4.生产效率高 减少辅助时间和机动时间 5.良好的经济效率 6.有利于生产管理的现代化 1.4.2 数控机床的使用特点 1.对维修人员的技术水平要求较高 2.对夹具和刀具的要求较高