《机床数控技术》 课件 第一章 绪论

主讲：机床数控技术NumericalControltechnologyofmachinetools第一章绪论课程代号：01332120

授课学时：32学时课程性质：专业核心课/必修课程目标及对毕业要求指标点的支撑：课程目标支撑毕业要求指标点毕业要求1.能正确表达CNC软硬件系统架构，提供开环伺服系统调速方法并能采取措施提供精度，具备采用合理的检测装置构建进给伺服系统的能力。2-3能正确表达机械工程复杂问题的解决方案。2.问题分析：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达，并通过文献研究分析机械设计制造及其自动化复杂工程问题，以获得有效结论。2.具备能运用逐点比较法、数字积分法和数据采样法的基本原理实现数控数控机床轮廓控制的能力。2-4能运用应用数学、自然科学和工程科学的基本原理获得机械工程复杂问题有效结论。3.具备中等难度零件数控加工程序的编制、分析和调试能力；具备数控加工的工艺、工装设计能力。3-2能够设计机械系统的单元（部件），制定其制造工艺流程。3.设计/开发解决方案：能够设计针对机械设计制造及其自动化复杂工程问题的解决方案，设计满足特定需求的材料成形模具装备和成形工艺，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。课程总体简介第一章绪论第二章数控加工工艺基础第七章数控机床机械结构第六章数控机床伺服系统第五章计算机数控装置第四章数控机床轮廓控制原理第三章数控加工编程课程内容目录第八章数控机床故障诊断第一节概述第二节数控机床的特点和分类第三节数控机床的发展历程、现状与趋势本章内容第一章绪论1.1.1数控技术的基本概念☆数字控制(NumericalControl)技术

简称数控(NC)技术，指用数字化信息进行控制，其控制对象可以是各种生成过程。早期用硬件逻辑电路构建数控系统；目前，广泛采用通用或专用计算机组建数控系统，即计算机数控(简称CNC)。采用数控技术的自动控制系统称为数控系统。目前，数控技术已广泛应用于金属切削机床、三坐标测量仪、工业机器人、数控绘图仪，数控雕铣机和木工机床等机械设备。第一节概述1.1.1数控技术的基本概念(续)☆数控机床(Numericalcontrolmachinetools,NC)

数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。按图纸要求的形状和尺寸，采用控制编码和指令规定的程序自动地将零件加工出来。数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种零件的加工问题，是一种典型的机电一体化产品。现代数控机床一般是计算机数字控制，缩写即是CNC。第一节概述

加工制造和生产过程数控化，是当今制造业的发展方向，也是智能制造的技术基础。数控产业关系国家战略地位，体现国家制造业的装备水平。VS第1轴PLC数控装置

(计算机)进给伺服单元进给驱动单元检测装置主轴伺服单元主轴驱动单元主运动机构

进给运动机构辅助控制机构机床本体机床I/O口和驱动控制面板键盘显示器通讯接口第n轴进给伺服单元进给驱动单元检测装置……数控系统第一节概述1.1.2数控机床的组成控制面板输入输出装置键盘显示屏通讯口广州数控GDK980T第一节概述1.1.2数控机床的组成(续)第一节概述1.1.3数控机床的工作流程

根据所编数控加工程序(NC程序)，自动控制机床部件运动，从而加工出符合图纸要求的零件。第二节数控机床的特点和分类1.2.1数控机床的特点与通用机床和专用机床相比，数控机床具有以下主要特点。加工精度高，产品质量稳定可加工复杂异形零件劳动生产率高加工零件的适应性强，灵活性好工人劳动强度小生产管理水平高第二节数控机床的特点和分类1.2.2数控机床的适用范围

中小批量的零件需要多次改型设计的零件加工精度要求高、结构形状复杂的零件，如箱体类，曲线、曲面类零件难测量、难控制进给、难控制尺寸的不开敞内腔的壳体或盒型零件必须在一次装夹中完成铣、镗、铰或攻丝等多工序符合加工的零件加工和检测设备需要组网，构建智能制造系统和云制造系统最适宜加工零件类型第二节数控机床的特点和分类1.2.3数控机床的分类

☆按机械加工的运动轨迹分类点位控制数控机床

直线控制数控机床

轮廓控制数控机床第二节数控机床的特点和分类1.2.3数控机床的分类

☆按机械加工的运动轨迹分类第二节数控机床的特点和分类1.2.3数控机床的分类

☆按伺服系统的控制原理分类开环控制数控机床全闭环控制数控机床半闭环控制数控机床1.3数控机床的发展历程、现状与趋势1.3.1数控机床的发展历程☆数控机床的起源美国PARSONS公司在1948年提出数控机床的设想，于1952年试制成功世界上第一台数控机床样机。发展历程分2个阶段共6代。☆普通NC阶段第一代数控（1952-1959）：采用电子管、继电器构成的专用数控装置第二代数控（1959-1965）：采用晶体管分立元件电路的专用数控装置第三代数控（始于1965）：采用中、小规模集成电路的专用数控装置☆CNC阶段第四代数控（始于1970）：采用大规模集成电路的小型通用计算机控制的数控系统第五代数控（始于1974）：采用微处理器的微型计算机控制的数控系统第六代数控（始于90年代）：基于个人计算机(PC)平台的数控系统（PC数控系统）1.3数控机床的发展历程、现状与趋势1.3.2数控机床的技术现状☆国外现状两大主要阵营：专业数控系统厂商：发那科(FANUC)、西门子(SIEMENS)自主开发数控系统的大型机床制造商：以山崎马扎克(MAZAK)、德玛吉(DMG)☆国内现状发展历程：1958年始研数控机床，80年代后在质量和性能上有了巨大提升。技术进步：我国数控机床逐步发展至高档产品，实现高速、高精度和高效加工，完成复杂的五坐标曲面实时插补控制。市场规模：我国数控产业快速发展，现有20多家数控系统骨干企业，生产100多种数控机床，数控产品达几千种以上。技术水平：国产数控机床的分辨率提高到0.001mm，成功开发出九轴联动、可控16轴的高档数控系统。1.3数控机床的发展历程、现状与趋势1.3.3数控机床的发展趋势

高速高效提高加工效率、降低成本，要求高速处理指令和伺服系统反应，实现高精度位置控制高精度采用自动补偿技术，实现微米级到纳米级精密加工高可靠性采用专用电路和高速微处理器，提高系统可靠性复合化整合多功能于一台机床，完成多种工序加工开放式满足用户需求，快速集成技术诀窍，推出多品种、多档次的数控系统智能化应用人工智能技术，实现优化控制和故障诊断等智能功能。网络化实现CAD、CAM、CAPP、MES等系统联结，推动制造模式和生产方式的变革。云服务提供加工数据分析、生产流程优化等功能，其云服务平台对数控机床进行全生命周期管理。云制造通过云计算支持，构建智能制造系统，实现资源共享和协同，促进信息技术与制造业的融合。1-1数控机床由哪些部分组成，各有什么作用？1-2数控系统中的PLC，主要承担什么控制功能？1-3数控机床的工作流程是什么？1-4简述在线编程和