数控技术及应用第一章

1、数控技术(sh kn j sh)1共四十一页数控技术(sh kn j sh)目 录第二章 数控加工(ji gng)工艺基础第三章 数控加工程序的编制第四章 数字控制原理第五章 计算机数控装置第六章 数控机床检测装置 第一章 数控技术概述第七章 数控机床伺服系统第八章 数控机床的机械结构2共四十一页第一章 数控技术(sh kn j sh)概述1.1数控机床的分类1.31.5数控加工制造技术鉴赏数控加工(ji gng)技术的基本概念 1.2数控机床的组成1.4数控机床的特点3共四十一页数字控制（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(

2、cling)、装配等）进行可编程控制的自动化方法。电视技术雷达技术通信技术计算机、自动控制航空航天数码相机MP4、MP51.1 数控加工(ji gng)技术的基本概念4共四十一页 数控技术最早在机床行业中得到(d do)应用，技术也最成熟，但它不仅仅局限于机床这个行业，在日常生活和工业生产的各个领域都得到(d do)广泛应用。在物料(w lio)搬运中的应用在机器人中的应用在汽车生产中的应用数控加工技术的基本概念5共四十一页数控系统（Numerical Control System） 是一种程序控制系统(kn zh x tn)，它能逻辑地处理输入到系统中的数控加工程序，控制数控机床运动并加工出

3、零件。计算机数控系统（Computer Numerical Control，CNC） 是以计算机为核心的数控系统。数控加工(ji gng)技术的基本概念6共四十一页数控机床 装备(zhungbi)了数控系统的机床。 数控机床是一个装有数字控制系统的机床，该系统能够处理加工程序(chngx),控制机床自动完成各种加工运动和辅助运动。数控加工数控加工技术的基本概念7共四十一页数控机床(sh kn j chun)的组成框图1.2 数控机床(sh kn j chun)的组成8共四十一页 操作面板 它是操作人员与数控装置进行信息交流的工具。组成： 按钮站、状态灯、按键阵列(zhn li)和显示器。它是数

4、控机床特有部件。数控机床(sh kn j chun)的组成9共四十一页主要(zhyo)内容液晶(yjng)显示器MDI键盘功能键机床控制面板急停按钮数控机床的组成10共四十一页 控制介质(jizh)与输入输出设备控制介质：记录零件(ln jin)加工程序的媒介。 如穿孔纸带、磁带、磁盘、U盘、CF卡（未来广泛使用）数控机床的组成11共四十一页输入输出设备（人机交互设备）：CNC系统(xtng)与外部设备进行交互的装置。交互的信息通常是零件加工程序。表1 控制(kngzh)介质和输入输出设备表数控机床的组成12共四十一页CNC装置(CNC单元(dnyun) CNC装置是CNC系统的核心作用：根据

5、输入的零件加工(ji gng)程序进行相应的处理，然后输出控制命令到伺服驱动装置和PLC。数控装置位置控制板PLC接口板通讯接口板辅助功能模块数控机床的组成13共四十一页伺服系统 数控机床(sh kn j chun)的组成1）伺服单元(dnyun)、驱动装置和伺服电机主轴伺服单元、驱动装置和主轴电机进给伺服单元、驱动装置和进给电机14共四十一页FANUC数控系统与伺服系统的连接(linji)作用：用是把来自数控系统的脉冲信号，经功率放大和处理后，转换成机床(jchung)执行部件的运动，如工作台的直线运动和主轴的旋转运动。常用的伺服电动机：步进电动机、直流伺服电动机、交流伺服电动机和数字伺服电

6、动机。数控机床的组成15共四十一页伺服系统的主要部分(b fen)由伺服单元、驱动装置和伺服电动机组成。驱动单元包括位置控制单元和速度控制单元。 数控系统位置控制单元速度控制单元伺服电动机机床测量反馈单元一般情况下，多将位置控制单元与数控系统做在一起，所以通常所说(su shu)的驱动单元是指速度控制单元。数控机床的组成16共四十一页2）测量装置(zhungzh) 位置和速度测量装置，实现进给伺服系统的闭环控制作用：检测速度和位移，并将信息反馈给数控装置，构成闭环控制系统。保证灵敏、准确地跟踪CNC装置指令。进给运动指令：速度和位置控制。主轴运动指令：速度控制。数控机床(sh kn j chu

7、n)的组成17共四十一页常用的测量部件：脉冲编码器、旋转(xunzhun)变压器、感应同步器、光栅和磁尺等。直线(zhxin)光栅圆光栅脉冲编码器当数控装置输出指令脉冲信号给伺服系统时，伺服系统就使机床上的移动部件作相应的移动，并对定位精度（位置）和速度加以控制。伺服系统的性能将直接影响数控机床部件的运动精度和速度，因此是影响数控机床加工精度和加工效率的主要因素之一。 数控机床的组成18共四十一页华中(Huzhng)世纪星系列数控装置、伺服驱动器及伺服电机数控机床(sh kn j chun)的组成19共四十一页 FANUC 系列(xli) 150i 型数控装置及伺服驱动器数控机床(sh kn

8、j chun)的组成20共四十一页PLC、机床I/O电路和装置（强电控制柜） PLC ：用于完成与逻辑运算有关(yugun)顺序动作的I/O控制。机床I/O电路和装置：实现I/O控制的执行部件，由继电器、电磁阀、行程开关、接触器等组成的逻辑电路。数控机床(sh kn j chun)的组成21共四十一页PLC的功能：接受CNC的M、S、T指令，对其进行(jnxng)译码并转换成对应的控制信号，控制辅助装置完成机床相应的开关动作（如主轴的起停、工作台的交换、刀具的交换和切削液的开关等。）； 接受操作面板（按钮站）和机床侧的I/O信号（如，工件/刀具夹紧松开等），送给CNC装置，经其处理后，输出指令

9、控制CNC系统的工作状态和机床的动作（例如，操作模式的选择、机床急停、限位等）。数控机床(sh kn j chun)的组成22共四十一页机床本体(bnt) 机床：数控机床的主体，是实现制造加工的执行部件。数控机床(sh kn j chun)的组成23共四十一页 数控机床(sh kn j chun)最基本的分类方法是按工艺用途分类。 1.按工艺用途分 2.按控制运动的轨迹分 3.按伺服驱动系统的控制方式分1.3 数控机床(sh kn j chun)的分类24共四十一页数控三坐标(zubio)测量仪数控对刀仪数控绘图仪金属(jnsh)切削类数控机床金属成型类数控机床特种加工类数控机床其他类型数控机

10、床一、按工艺用途分类数控弯管机数控板料择弯机数控压力机数控电火花数控线切割机床数控激光切割机床普通数控机床数控加工中心数控机床的分类25共四十一页1、金属切削(qixio)类数控机床五轴加工(ji gng)中心卧式数控铣床数控机床的分类26共四十一页2、金属成型(chngxng)类数控机床数控弯管机数控压力机数控机床(sh kn j chun)的分类27共四十一页 慢走丝线切割技术加工(ji gng)精度可达到1.5m， 加工表面粗糙度Ra0.10.2m。3、特种加工(ji gng)类数控机床激光切割机床数控机床的分类28共四十一页4、其他(qt)类型数控机床三坐标(zubio)数控测量仪数控

11、机床的分类29共四十一页二、 按控制运动的轨迹(guj)分类数控机床(sh kn j chun)的分类30共四十一页主要(zhyo)内容1、点位控制(kngzh) (Point to Point Control Systems) 特点：仅实现刀具相对于工件从一点到另一点的精确定位运动；对点与点之间运动轨迹不作控制要求；运动过程中不进行任何加工。一般先快速移动，然后慢速趋近定位点适用范围：数控钻床、数控镗床、数控冲床和数控测量机。数控机床的分类31共四十一页主要(zhyo)内容要求控制点到点的精确定位；要求机床工作台或刀具（刀架）以给定的进给速度和轨迹运动；运动路线沿平行于坐标轴的方向或与坐标轴

12、成45角的方向进行直线移动(ydng)和切削加工。适用范围：数控镗铣床、数控组合机床等。一般只能加工矩形、台阶形零件数控机床的分类2、直线控制（平行控制）：(Line Control Systems)特点：32共四十一页主要(zhyo)内容3、轮廓(lnku)控制 (Contouring Control Systems) 适用范围：数控车床、数控铣床、加工中心等用于加工曲线和曲面的机床。特点： 对多个坐标轴的位移和速度同时进行控制，使之协调运动(坐标联动)；数控机床的分类33共四十一页主要(zhyo)内容1、开环控制(kngzh) (Open-Loop Servo-Drive)三、按伺服驱动系

13、统的控制方式分类 定义：不具有位移检测与反馈缺点：精度低优点：简单、稳定、成本低适合：精度不高的中小型数控机床进给脉冲步进电机环形分配器功率放大器齿轮箱工作台数控机床的分类34共四十一页2、半闭环控制(Half-Closed-Loop Servo-Drive)速度(sd)控制电路(dinl)工作台伺服电机位置比较电路指令脉冲速度反馈位置反馈检测元件定义：检测元件位于运动执行件前（电机、丝杠 ）特点：精度较高 、稳定性较好 、 价格较低、应用相当普遍数控机床的分类35共四十一页主要(zhyo)内容3、闭环控制(Closed-Loop Servo-Drive )位置反馈速度控制电路工作台伺服电机位

14、置比较电路指令脉冲速度反馈 定义：有位移检测与反馈，检测元件(yunjin)装在运动执行件上。优点：补偿误差精度高。缺点：参数匹配不当引起系统振荡，稳定性差、结构复杂、维护难。适合： 大型、精密数控机床。 数控机床的分类36共四十一页1.4 数控加工(ji gng)技术的特点 数控加工(ji gng)与传统加工(ji gng)的比较：优点：精度高： 质量稳定, =0.010.001mm复杂型面: 多坐标联动加工生产效率高: 提高2-3倍一机多用: 车钻铣复合加工中心现代化管理: 生产自动化37共四十一页数控加工技术(jsh)的特点缺点(qudin)：成本高 ，投资大技术高新 ，对工作人员的技术水平要求比较高在加工中难调整38共四十一页1.5 数控加工制造(zhzo)技术鉴赏德国奥格斯堡飞机(fij)制造厂叶片零件的五轴联动加工双主轴数控车削加工复杂零件加工直接驱动回转工作台加工 39共四十一页数 控 系 统数控加工过程40共四十一页内容摘要数控技术。第三章 数控加工程序的编制。第八章 数控机床(sh kn j chun)的机械结构。数控系统（Numerical Control System）。计算机数控系统（Computer Numerical