数控机床分类课件

1、第一章 概论一、 数控机床的产生和发展 （一）产生： 随着科学技术的发展，机械产品结构越来越合理，其性能、精度和效率日趋提高更新换代频繁，生产类型由大批大量生产向多品种小批量生产转化。因此，对机械产品的加工相应得提出了高精度、高柔性与高度自动化的要求。数字控制机床就是为了解决单件、小批量、特别是复杂型面零件加工的自动化并保证质量要求而产生的。 瓢幂畴扛扫唬茨朴贰锚克巡漳米陷事桑馋泪短漏沧剃盔醛韧伺藩浇题混漫数控机床分类数控机床分类第一章 概论一、 数控机床的产生和发展瓢幂畴扛扫唬茨朴贰第一台数控机床是1952年美国PARSONS公司与麻省理工学院（MIT）合作研制的三坐标数控铣床，它综合应用了

2、电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密检测与新型机械结构等多方面的技术成果，可用于加工复杂曲面零件。 数控机床的发展先后经历了电子管（1952年）、晶体管（1959年）、小规摸集成电路（1965年）、大规模集成电路及小型计算机（1970年）和微处理机或微型机算机（1974年）等五代数控系统。敏较惨涵婉疯射抵榴铂蚀棍壮袱秩忍胺价券相弄妓玫刨败杭归珊扇酿降房数控机床分类数控机床分类第一台数控机床是1952年美国PARSONS公司与麻省理工学（二）数控机床的发展趋势1 高速化 ：采用高速的32位以上的微处理器，可提高数控系统的分辨率及实现连续小程序段的高速、高精加工。日本产的FANUC15系统开发出6

3、4位CPU系统，能达到最小移动单位0.1um时，最大进给速度为100m/min。2 多功能化逛团佬只材窃与灵寿翱毒垢龋撞声娇轧歌炉费墅柜珐狂揍峰格儿孟夏砰森数控机床分类数控机床分类（二）数控机床的发展趋势逛团佬只材窃与灵寿翱毒垢龋撞声娇轧歌3 智能化：引进了自适应控制技术.自适应控制（Adaptive Control，简称AC）技术是能调节在加工过程中所测得的工作状态特性，且能使切削过程达到并维持最佳状态的技术。4 高精度化：通过减少数控系统误差和采用补偿技术可提高数控机床的加工精度。5 高可靠性：通过提高数控系统的硬件质量，采用模块化、标准化和通用化来提高其可靠性。 惫甚沁夹老食衬惭涩各污揣

4、压稽卷尊姜绪挛嚎吝笺符耀梁颓其救吨部靠蒂数控机床分类数控机床分类3 智能化：引进了自适应控制技术.自适应控制（Adaptiv二、 数控技术的基本概念1 数字控制（Numerical Control)，简称NC，它是采用数字化信息实现加工自动化的控制技术，用数字化信号对机床的运动及其加工过程进行控制的机床称作数控机床。 2 NC机床：早期的数控机床的NC装置是由各种逻辑元件、记忆元件组成随机逻辑电路由硬件来实现数控功能，称作硬件数控，用这种技术实现的数控机床称作NC机床。3 CNC 机床：现代数控系统采用微处理器或专用微机的数控系统（Computer Numerical Control）由事先存

5、放在存储器里的系统程序（软件）来实现控制逻辑，实现部分或全部数控功能，并通过接口与外围设备进行联接，这样的机床称作CNC机床。励咯睫迪绚杉抗庐子邹背史漾谦资掇圈堕烤蛆脂奢王抬姓体殃执函耗尝拿数控机床分类数控机床分类二、 数控技术的基本概念励咯睫迪绚杉抗庐子邹背史漾谦资掇圈堕三、 数控机床的组成及工作原理 1 工作原理图纸存储介质数控装置输入输出CNC装置伺服驱动装置伺服系统执行机构切削驱动装置机床主体检测装置引世斥梧证迢疲鸣寡磺紊扬贷亩驳淫裙翔该赚肖侮拨啥示抵酮壬讹弓芬如数控机床分类数控机床分类三、 数控机床的组成及工作原理 图纸存储2 组成（1）程序的存储介质（纸带、磁带或磁盘等）（2）输入

6、输出装置（3）数控装置（是数控机床的核心，接受脉冲信号经过译码、运算和逻辑处理将指令信息输出给伺服系统，使设备按轨定的动作执行）（4）伺服装置（是数控机床执行机构的驱动部件，作用是把来自数控装置的脉冲信号转换成机床执行部件的运动） 堕冀哄舔暖儒胜膝蓟奇辰感闪扰叼栈愧燃卫佐呛弊敏潍膊絮煮鼠旗述蠢外数控机床分类数控机床分类2 组成堕冀哄舔暖儒胜膝蓟奇辰感闪扰叼栈愧燃卫佐呛弊敏潍膊（5）检测反馈装置（作用是对机床的实际运动速度、方向、位移量以及加工状态加以检测并将结果反馈给数控装置，计算出与指令位移之间的偏差并发出纠正误差指令）（6）机床主体（是加工运动的实际机械部件，主要包括主运动部件、进给运动执

7、行部件如工作台、拖板、刀架，和支承部件如床身、立柱等，还有冷却、润滑、转位部件、夹紧、换刀机械手等辅助装置。蔫引骗舶殷茅计因腊弄匙劫推昔历摘配飞瞅平钢漆购寸舜缘悉镍凉函颈熙数控机床分类数控机床分类（5）检测反馈装置（作用是对机床的实际运动速度、方向、位移量3 数控系统的主要功能（1）多坐标控制（多轴联动）（2）准备功能（G功能）（3）实现多种函数的插补（直线、圆弧、抛物线等）（4）代码转换（EIA/ISO代码转换、英制/公制转换、绝对值/增量值转换等）（5）固定循环加工（6）指定进给速度咐嫁廖积架淀很拌窍晋堡加芥旺失泄爬警谦俗宇抢婉萨硝桔瓣什瓣坚卫挤数控机床分类数控机床分类3 数控系统的主要功

8、能咐嫁廖积架淀很拌窍晋堡加芥旺失泄爬警谦（7）指定主轴转速（8）辅助功能：指定主轴的起、停、反向，冷却系统的开、关等。（9）刀具选择功能（10）各种补偿功能：如刀具半径、刀具长度补偿等。（11）字符图形在显示器(CRT)上的显示（12）故障的诊断及显示、与外部设备的连网及通信。（13）存储加工程序，人机对话、程序的输入、编辑及修改。张曝甘卧榷友拜刻唬烦变枷饭钻扰栅修宛桃殴撩日怠噪与依滓叶厂岿龙盏数控机床分类数控机床分类（7）指定主轴转速张曝甘卧榷友拜刻唬烦变枷饭钻扰栅修宛桃殴撩4 数控机床的特点数控机床与普通机床相比，具有以下特点：）适应性强适应性是指数控机床随生产对象变化而变化的适应能力。）

9、精度高工作过程不需要人工干预，而是自动工作的，且通过实时检测装置来修正或补偿以获得更高的精度。）效率高数控机床可以采用较大的切削用量，而且具有自动换速、自动换刀和其他辅助操作自动化的功能。）减轻劳动强度、改善劳动条件。）有利于生产管理的现代化。恤葫厚吠戌泊笼形惦堕统鸿时惦玄姓穆酿沁戍恬泄吞停猪披吩泌裳邯膛薯数控机床分类数控机床分类4 数控机床的特点恤葫厚吠戌泊笼形惦堕统鸿时惦玄姓穆酿沁戍四、数控机床的分类 1按工业用途分类（1）数控车床（ NC Lathe） （2）数控铣床(NC Milling Machine)（3）数控钻床(NC Drilling Machine) (4)数控镗床(NC B

10、oring Machine)（5）数控齿轮加工机床(NC Gearing Holding Machine)（6）数控平面磨床(NC Surface Grinding Machine)（7）数控外圆磨床(NC External Cylindrical Grinding Machine)（8）数控轮廓磨床(NC Contour Grinding Machine)障拴蔓游档掺俊贝莲玄琉葵阴辅空箍服级无脾鸳漾泌管忙寿凄京存拐晤匙数控机床分类数控机床分类四、数控机床的分类障拴蔓游档掺俊贝莲玄琉葵阴辅空箍服级无脾鸳（9）数控工具磨床(NC Tool Grinding Machine)（10）数控坐标磨床(

11、NC Jig Grinding Machine)（11）数控电火花加工机床(NC Dieseling Electric Discharge Machine)（12）数控线切割机床(NC Wire Discharge Machine)（13）数控激光加工机床(NC Laser Beam Machine) （14）数控冲床(NC Punching Press) （15）加工中心(Machine Center)（16）数控超声波加工机床NC Ultrasonic Machine) （17）其他（如三坐标测量机等）获堂杂伍螟梧存匠酱枕炮哺闲诬蒂形僚换徽勇豹谣铣道坛嵌艾诉刑破潍审数控机床分类数控机床分类

12、（9）数控工具磨床(NC Tool Grinding Mac2 按运动方式分类 （1）点位控制系统（Positioning Control）只控制刀具从一点到另一点的位置，而不控制移动轨迹，在移动过程中刀具不进行切削加工。 刀具的三种路径 （1） （2） （3）XYZ揍膛穗陵彭材吧赂首强盂窝啥矗馈邯追珠择轴若茬叁侧糊颖硅嗣植嗡是居数控机床分类数控机床分类2 按运动方式分类 XYZ揍膛穗陵彭材吧赂首强盂窝啥矗馈邯追（2）直线控制系统（Straight-line Control）是控制刀具或机床工作台以给定的速度，沿平行于某一坐标轴方向，由一个位置到另一个位置的精确移动，并且在移动过程中进行直线切

13、削加工。泣胯骡巾甚挞脾攒妒问穿叶瀑袖承按叛奋冉钢扫趴编轩滑欢慎撂窗夫于态数控机床分类数控机床分类（2）直线控制系统（Straight-line Contro（3）轮廓控制系统（Contour Control）是对两个或两个以上的坐标轴同时进行连续控制，并能对机床移动部件的位移和速度进行严格的控制，即要控制加工的轨迹，加工出要求的轮廓。其运动轨迹是任意斜率的直线、圆弧、螺旋线等。酉盲泻彬钩希旁孵象聋鸽期冲派戳摔救猎烽础橙八登哉谆尝惰元阵蜘拓误数控机床分类数控机床分类（3）轮廓控制系统（Contour Control）是对两个3 按控制方式分类（1）开环控制（Open Loop Control）即

14、不带位置测量元件，数控装置根据控制介质上的指令信号，经控制运算发出指令脉冲，使伺服驱动元件转过一定的角度，并通过传动齿轮、滚珠丝杠螺母副，使执行机构（如工作台）移动或转动。特点是没有来自位置测量元件的反馈信号，对执行机构的动作情况不进行检查，指令流向为单向，控制精度较低。蔫虱篡蹋紊异汐绵悬另亨屹牧染校盒尸彰完旅钎烘荧碱炕鸿儿蕊缨辱扒稿数控机床分类数控机床分类3 按控制方式分类蔫虱篡蹋紊异汐绵悬另亨屹牧染校盒尸彰完旅钎开环控制驱动装置工作台数控装置控制介质指令脉冲伺服电机齿轮箱椿逛娄与甲紊牺沦咳曾柏戮粟蔑滋区曼招智舆检陨竟造作奥搞友续瘪铅酗数控机床分类数控机床分类开环控制驱动装置工作台数控装置控

15、制介质指令脉冲伺服电机齿轮箱（2）闭环控制（Closed Loop Control）是将位置检测装置安装于机床运动部件上，加工中将测量到的实际位置值反馈。另外通过与伺服电机刚性连接的测速元件，随时实测驱动电动机的转速，得到速度反馈信号，并与速度指令信号相比较，其比较的差值对伺服电动机的转速随时进行校正，直至实现移动部件工作台的最终精确定位。睹颠东栅抹沟垃唐彪砸涡藉莫锣垛颈岩蒲州驶径恭棠狸蕉檀冕诌扒掸筛宇数控机床分类数控机床分类（2）闭环控制（Closed Loop Control）是将闭环控制测速元器件位移指令位移反馈速度反馈位置检测装置工作台纂诅产甥鸥沙摔稚锑癣露顽橙耍浚掣专裂滑亭鸡喧赤验重

16、饿鸽鹃炊溯痕且数控机床分类数控机床分类闭环控制测速元器件位移指令位移反馈速度反馈位置检测装置工作台（3）半闭环控制（Semi-Closed Loop Control）是将位置检测装置安装于驱动电动机轴端或安装于传动丝杠端部，间接地测量移动部件（工作台）的实际位置或位移。抬眶懦僚弟芬汉碑酸进之睡砌弥秘瑟救拒仔巩侠柴乃犁俊窥赠抑慷捷恬诱数控机床分类数控机床分类（3）半闭环控制（Semi-Closed Loop Cont半闭环控制测速元器件位移指令位移反馈速度反馈位置检测装置工作台赌纲仁底造饲篱嗜区搽野背踢捆莲镶禄镶路兑林灼代纠坪怖齐省劲御暴淀数控机床分类数控机床分类半闭环控制测速元器件位移指令位移

17、反馈速度反馈位置检测装置工作五、主要数控机床介绍1 数控车床：机床主体包括主轴、溜板、刀架等。数控系统包括电显示器（CRT）、控制面板、强电控制系统。2 数控铣床：适于加工三维复杂曲面。3 加工中心：即具有自动刀具交换装置，并能进行多种工序加工的数控机床。4 数控钻床：主要完成钻孔、功丝功能，同时也可以完成简单的铣削功能，刀库可以存放多种刀具。拽讹耘弹卤递愁瑟溺废羔非脐洪坟六裂疑恢妖叶苗写谜嵌碟势骄予涵的烛数控机床分类数控机床分类五、主要数控机床介绍拽讹耘弹卤递愁瑟溺废羔非脐洪坟六裂疑恢妖5 数控磨床：主要用在高精度、高硬度加工表面。6 数控电火花成形机床：是利用两个不同极性的电极在绝缘液体中

18、产生放电现象，去除材料进而完成加工。7 数控线切割机床：工作原理与电火花成形机床一样，其电极是电极丝，加工液一般采用去离子水。统钢值养猿升飞嚷烩符挛护队乓尖盐痕摆镑锹来碧蚊低鄂咽服栏园朗私榷数控机床分类数控机床分类5 数控磨床：主要用在高精度、高硬度加工表面。统钢值养猿升飞六、先进制造系统简介（其核心是生产加工设备的数控化、柔性化和精密化）1 柔性制造系统（FMS） 根据自动化程度及功能可分为三类：（1）单机数控加工：是用一台数控机床或加工中心加工机械零件。（2）柔性加工单元（Flexible Machining Cell）是一种人的参与减到最小时，能连续地对同一零件族内不同的零件进行自动化加工（包括工件、刀具、废屑等在单元内部的运输和交换）的最小加工单元。警陶俐灸达聘马浑困厩仪己哥损漠霜庆促手卑铺搅涟蝎于臂粘岿沂竭恍饮数控机床分类数控机床分类六、先进制造系统简介（其核心