数控加工编程与操作(第一章)

数控加工编程与操作A&DTOPPartnerpage12007-2008学年第二学期[e-mail]编制：曾绍平第1章绪论1.1数控机床的产生1.2数控机床的定义与组成1.3数控机床的分类1.4数控机床的发展趋势数控加工编程与操作A&DTOPPartnerpage22007-2008学年第二学期[e-mail]编制：曾绍平1.1数控机床的产生1.1.1数控机床的概述一、数控阶段（NC）1952-19701952年美国帕森斯公司与麻省理工学院合作研发电子管1952——晶体管1959——集成电路1965二、计算机数控阶段（CNC）1970-至今小型计算机1970——微型计算机1974——基于PC19901.1.2我国数控机床的发展数控加工编程与操作A&DTOPPartnerpage32007-2008学年第二学期[e-mail]编制：曾绍平1.2.1基本概念一、基本概念1、什么是数控？指“数字控制”的简称。（1）什么是数字技术控制？指：利用数字信号对机床（器）的运动进行控制的技术或数控加工（工艺过程）。（2）什么是数字信号？指：一种不连续的电信号（或脉冲信号）（3）工业生产自动控制中有二种控制信号：a)数字信号：^^^；b)模拟信号：（连续的电信号）（4）数控的代码：NC：是英文：NumericalControl的缩写。1.2数控机床的定义与组成数控加工编程与操作A&DTOPPartnerpage42007-2008学年第二学期[e-mail]编制：曾绍平1.2数控机床的定义与组成2、什么是数控系统？指：实现数字控制的相关功能的软、硬件（模块）有机地组合（集成）装置。则称数控系统。（1）什么是硬件？指：看得见、模得着的物件，则称硬件。例如：输入装置（键盘），存储器、运算器、控制器、伺服装置、输出装置的及机床各结构件等。（2）什么是软件？指：各种加工程序。数控加工编程与操作A&DTOPPartnerpage52007-2008学年第二学期[e-mail]编制：曾绍平3、什么是计算机数控系统？指：“以计算机为核心的数控系统。”（1）代码：CNC=ComputerNumericalControl;（2）省略了“系统”英文：System4、什么是数控机床？指：“装备了数控系统的机床”,称之或“装有程序控制系统的机床。”1.2数控机床的定义与组成数控加工编程与操作A&DTOPPartnerpage62007-2008学年第二学期[e-mail]编制：曾绍平5、什么是“柔性”？指：机床适应多品种，小批量生产的能力。（1）什么是柔性制造单元“FMC”？指：能自动传送、监控、独立完成加工的功能的一台或多台组合的数控机床。（2）什么是柔性制造系统？“FMS”指：由中央计算机控制多个柔性制造单元组成的加工系统、物料运送系统、信息控制系统，共同自动化完成加工的制造系统。1.2数控机床的定义与组成数控加工编程与操作A&DTOPPartnerpage72007-2008学年第二学期[e-mail]编制：曾绍平6、什么是计算机集成制造系统？“CIMS”指：由信息管理、产品设计与制造、制造自动化、质量保证、计算机网络、数据库等六大系统。7、什么是加工中心？指：具备有刀库和自动换刀装置的数控机床，则称加工中心。8、什么是数控设备？指：控制过程是以数字形式的可编程序控制下自动运行的装置。1.2数控机床的定义与组成数控加工编程与操作A&DTOPPartnerpage82007-2008学年第二学期[e-mail]编制：曾绍平1.2数控机床的定义与组成1.2.2数控机床加工零件的过程数控加工编程与操作A&DTOPPartnerpage92007-2008学年第二学期[e-mail]编制：曾绍平1.2.3数控机床的组成与特点一、数控机床的组成（6部分）1、加工程序2、输入装置3、数控装置（CNC装置）4、伺服系统5、位置反馈装置（含辅助动作装置）6、机床本体二、数控机床的特点1、精度高、质量稳定2、复杂外形工件的加工3、提高生产效率4、柔性加工、一机多用5、生产管理的自动化6、减轻劳动强度、改善劳动条件1.2数控机床的定义与组成加工程序输入装置CNC装置伺服装置机床位置反馈信息辅助动作信号数控加工编程与操作A&DTOPPartnerpage102007-2008学年第二学期[e-mail]编制：曾绍平1.3数控机床的分类分类方式:1、运动轨迹2、伺服系统3、坐标轴数目4、功能水平数控加工编程与操作A&DTOPPartnerpage112007-2008学年第二学期[e-mail]编制：曾绍平1.4数控机床的发展趋势1.4.1数控机床结构的发展具有较高的静刚度与动刚度提高结构的热稳定性、消除间隙数控加工编程与操作A&DTOPPartnerpage122007-2008学年第二学期[e-mail]编制：曾绍平1.4数控机床的发展趋势1.4.2计算机控制性能的发展计算机控制系统使用的16位已不能满足这种要求所以国外各大公司竞相开发32位微机处理器的计算机数控系统这种控制系统更像通用的计算机可以使用硬盘作为外存储器并且允许使用高级语言。数控加工编程与操作A&DTOPPartnerpage132007-2008学年第二学期[e-mail]编制：曾绍平1.4数控机床的发展趋势1.4.3伺服系统的发展1、全数字式控制系统2、采用高分辨力的位置检测装置3、软件补偿4、前馈控制5、机械静、动摩擦的非线性控制技术数控加工编程与操作A&DTOPPartnerpage142007-2008学年第二学期[e-mail]编制：曾绍平1.4数控机床的发展趋势1.4.4以数控机床为基础的自动化生产系统1、自适应控制在加工过程中，根据实际参数的变化值，自动改变机床切削进给量，使数控机床能适应任一瞬时的变化，始终保持在最佳加工状态，这种控制方法叫自适应控制方法。其工作过程是通过各种传感器测得加工过程中参数的变化信息，并将其传送到自适应控制器，与预先存储的有关数据进行比较分析，然后发出校正指令送到数控装置，自动修正程序中的有关数据。数控加工编程与操作A&DTOPPartnerpage152007-2008学年第二学期[e-mail]编制：曾绍平1.4数控机床的发展趋势1.4.4以数控机床为基础的自动化生产系统2、计算机群控用一台大型通用计算机直接控制一组机床，简称DNC。根据机床群与计算机连接的方式不同，系统可以分为间接型、直接型和计算机网络三种不同方式。3、柔性制造系统（FMS）FMS是一种把自动化加工设备、物流自动化加工处理和信息流自动处理融为一体的智能化加工系统。由三个基本部分构成：加工子系统、物流子系统、信息流子系统。4、计算机集成制造系统计算机集成制造系统的核心是一个公用的数据库，用于对信息资源进行存储与管理，并与各个计算机系统进行通信，在此基础上需要有三个计算机系统。一是进行产品设计与工艺设计的计算机辅助设计与计算机辅助制造系统。二是计算机辅助生产计划与计算机生产控制系统。此系统对加工过程进行计划、调度与控制，是这个系统的主体。三是计算机工厂自动系统。它可以实现产品的自动装配与测试材料的自动运输与处理等。在上述三个计算机系统外围，还需要利用计算机进行市场预测编制产品发展规划、分析财政状况和进行生产管理与人员管理。虽然涉及的领域相当广泛，但数控机床仍然是不可缺少的基本工作单元。数控加工编程与操作A&DTOPPartnerpage162007-2008学年第二学期[e-mail]编制：曾绍平1.3.1按运动轨迹分类一、点位控制数控机床点位控制数控机床的机械运动实行点到点的准确定位控制，而对其点到点之间的运动轨迹不做要求。数控钻床、数控冲床、数控坐标镗床、数控元件插装机及数控测量机等均属于点位控制数控机床。下一页数控加工编程与操作A&DTOPPartnerpage172007-2008学年第二学期[e-mail]编制：曾绍平1.3.1按运动轨迹分类二、直线控制数控机床这类机床的机械运动方式除了要控制刀具相对于工件、工作台的起点和终点的准确位置外，还要控制每一程序段的起点与终点间的位移过程，即使刀具以给定的进给速度作平行于某一坐标轴方向的直线运动。属于直线控制数控机床的有数控车床和数控磨床等。下一页数控加工编程与操作A&DTOPPartnerpage182007-2008学年第二学期[e-mail]编制：曾绍平1.3.1按运动轨迹分类三、连续控制数控机床连续控制数控机床又称为轮廓控制数控机床，它能够同时对两个或两个以上的坐标进行控制，从而按给定的规律和速度进行准确的轮廓控制，使其运动轨迹成为所需要的直线曲线或曲面。数控车床、铣床、凸轮磨床、齿轮加工机床及线切割机床等属于这类机床。返回数控加工编程与操作A&DTOPPartnerpage192007-2008学年第二学期[e-mail]编制：曾绍平1.3.2按伺服系统的方式分类一、开环控制数控机床采用开环伺服系统（又称步进电机驱动系统），没有位置检测反馈装置。（如图c）二、半闭环控制数控机床在机床上有位置检测元件作为测量反馈装置，部分位置随动控制环路，但没有把所有的机械传动装置包含在内，故称为半闭环，控制精度比开环的高。（如图b）三、全闭环控制数控机床在机床上有位置检测元件作为测量反馈装置，全部位置随动控制环路，包含所有的机械传动装置在内，控制精度最高。（如图a）返回数控加工编程与操作A&DTOPPartnerpage202007-2008学年第二学期[e-mail]编制：曾绍平1.3.3按坐标轴数目的方式分类一、两坐标数控机床二、三坐标数控机床三、多坐标轴数控机床四、两轴半数控机床返回数控加工编程与操作A&DTOPPartnerpage212007-2008学年第二学期[e-mail]编制：曾绍平1.3.4按功能水平方式分类一、低档数控机床二、中档数控机床三、高档数控机床数控机床功能水平的高低主要由它们的主要技术参数#功能指标和关键部件的功能水平等决定。．中央处理单元低档数控机床一般采用8位；中、高档数控机床已经由16位发展到32位并用具有精简指令集的CPU。．分辨率和进给速度低档数控机床的分辨率为10um，进给速度为6-15m/min；中档数控机床的分辨率为1um，进给速度为12-24m/min；高档数控机床的分辨率为0.1um或更小，进给速度为24-100m/min。．多轴联动功能．显示功能低档数控机床一般只有简单的数码显示或阴极射线管字符显示功能；中档数控机床有较齐全的CRT显示功能,如字符、图形、人机对话、自诊断等功能显示；高档数控机床还有三维动态图形显示功能。返回