《数控机床加工工艺与编程（智媒体版）》课件 绪论

数控机床与编程绪

论数控技术

零件的共同特点专业核心课，4学分，16（理论）+16（实践），线上线下混合教学理实一体项目教学学习数控车床的编程与操作，使用数控车床加工零件课程要求

纪律迟到\早退，手机，点名（三次没到取消考试资格）！课堂提问\随堂练习\仿真演示平时作业三次未完成取消考试资格！考核平时成绩40%&期末考试60%纪律迟到\早退，手机点名（三次没到取消考试资格）！课堂提问\随堂练习\仿真演示平时作业三次未完成取消考试资格！课程考核方式过程考核50%理论考核25%操作考核25%教学评价：阶段评价、目标评价、理论与实践一体化评价项目的完成过程加工质量出勤作业笔试考核每人单独做一个课程主要内容数控机床基本知识：产生、发展、工作原理等数控编程基础：坐标系、程序格式、基本指令等数控工艺基础：工艺路线拟定、刀具选择、切削用量选择等典型数控加工技术数控车削加工：主要指令、工艺及程序编制方法等数控铣削加工：主要指令、工艺及程序编制方法等数控技术和数控加工技术的概念数控技术：NC（NumericalControl）自动控制技术采用计算机实现数字程序控制的技术用数字化信号对机械设备控制技术机器人投篮数控机器人机器人削面机

数控加工技术的概念零件数控铣加工数控车加工数控加工技术：数控机床上加工零件的工艺方法用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制的一种方法能有效解决品种多变、形状复杂、精度高等零件工艺问题现代数控功能均采用微型计算机来实现,因此又称为计算机数字控制技术,简称计算机数控(ComputerNumericalControl,CNC)。数控机床的产生与发展

数控机床(NumericalControlMachineTools）)世界上第一台数控机床1952年,美国麻省理工学院研制，电子管控制的第一台三坐标联动的铣床1959年北京第一机床厂&清华大学1948年，美国帕森斯公司接受美国空军委托，研制直升飞机螺旋桨叶片轮廓检验用样板的加工设备。由于样板形状复杂多样，精度要求高，一般加工设备难以适应，于是提出采用数字脉冲控制机床的设想。1949年，该公司与美国麻省理工学院(MIT)开始共同研究，并于1952年试制成功第一台三坐标数控铣床，当时的数控装置采用电子管元件。数控技术的发展

近年来，又出现了数控机床为基本加工单元的计算机集成制造系统（ComputerIntegratedManufacturingSystem,，简称CIMS），实现了生产决策、产品设计及制造、经营等过程的计算机集成管理和控制。

数控技术的应用是提高制造业的产品质量和劳动生产率必不可少的重要手段；

数控机床是国防工业现代化的重要战略装备，是关系到国家战略地位和体现国家综合国力水平的重要标志。

数控技术应用的重要性东芝事件中国加入WTO

世界制造中心数控技术广泛应用技能型人才严重短缺“高薪难聘数控操作工”成为社会关注的热点问题

数控技能型高素质人才培养的紧迫性

企业急需蓝领、银领、金领1.2数控机床的构成与工作原理数控机床的组成CNC装置控制软件(软件功能)硬件电路(硬件功能)主轴伺服单元主轴驱动装置可编程控制器进给伺服单元进给驱动装置测量装置(位置\速度)程序操作面板输入输出设备机床M.S.T\辅助指令信号主轴电机主轴动作完成进给动作PLC完成开关动作伺服驱动系统进给电机电→机信号转换\放大1.3数控机床的特点

1.对加工对象的适应性强

2.加工精度高

3.生产效率高

4.自动化程度高，劳动强度低

5.良好的经济效益

6.便于生产管理的现代化数控机床工作原理

数控编程的方法手工编程（1）人工完成各个阶段的工作，效率低，易出错;（2）每个点的坐标都需要计算，工作量大、难检查;（3）对复杂形状的零件，如螺旋桨的叶片形状，不但计算复杂，有时也难以实现但上述问题若由计算机进行处理，难题就迎刃而解了。自动编程

对几何形状不复杂，加工程序不长、计算不繁琐的零件，如点位加工或几何形状不复杂的轮廓加工，一般选用手工编程。一.按工艺用途分类

1.金属切削类数控机床：数控机床的主流1.4数控机床的类型及应用2.板材成形类数控机床3.特种加工数控机床：线切割机床、火花成形机床等2、按数控机床运动轨迹控制方式分类（1）点位控制数控机床点位控制数控机床的特点是,只要求控制刀具相对于工件在机床加工空间内从某一加工点运动到另一加工点的精确坐标位置,而对两点之间的运动轨迹原则上不进行控制,且在运动过程中不作任何加工,如图1-2所示。图1-2数控钻床点位控制示意图（2）直线控制数控机床：数控系统只具备单个坐标的运动控制能力，而不能联动控制。（3）轮廓控制数控机床：机床的数控系统具有能够对二个或二个以上坐标的位移和速度进行连续控制的能力，最终由坐标合成的轨迹能够满足零件轮廓的要求图1-3数控车床连续控制示意图3、按伺服系统控制方式分类（1）开环控制数控机床开环控制的数控机床上没有位置检测与反馈装置,数控系统仅按照数控加工程序的规定发出位置控制指令信号,而对机床的实际执行情况不加任何检测,因此机床结构简单、成本低,但加工精度也低。这类机床一般是负载不大、精度不高的经济型数控机床,常采用步进电动机或电液步进电动机作为执行元件,其结构如图1-4所示。图1-4开环控制数控机床（2）闭环控制数控机床闭环控制数控机床上有完善的位置检测与反馈装置,直接对机床末端执行部件的实际位置进行检测与反馈,并根据指令位置与实际位置的偏差对机床运动进行控制图1-5闭环控制数控机床（2）半闭环控制数控机床半闭环控制数控机床是介于开环和闭环控制数控机床之间的一类机床,其控制原理与闭环控制数控机床相同,所不同的是其检测元件不直接检测机床末端执行部件的实际位置,而是通过对执行元件的输出或伺服传动机构中间某个环节的输出进行检测,依据检测点到末端执行部件的传动关系推算出末端执行部件的实际位置,其结构如图1-6所示。图1-6半闭环控制数控机床4．混合控制数控机床：指数控机床进给轴的位置控制方式混合使用了开环、闭环或半闭环的控制方式。4、按数控机床功能强弱分类（1）经济型数控机床经济型数控机床又称简易数控机床,主要采用功能较弱、价格低廉的经济型数控装置,多为开环控制（2）全功能数控机床全功能数控机床又称普及型数控机床,采用功能完善、价格较高的数控装置(如日本的FANUC、德国的SIEMENS以及国产的广州GSK、华中HNC等系统中的中高端数控装置等),采用闭环或半闭环控制,。（3）高端数控机床高端数控机床是指五轴以上闭环联动控制、能加工复杂形状零件的数控机床,或者工序高度集中、具备高度柔性、智能化的数控机床,或者可进行超高速、精密、超精密甚至纳米加工的数控机床,这类机床性能很好,但价格也很高,以往仅用在特别需要的场合,近年来在我国制造业快速发展的驱动下,高端数控机床的需求呈快速上升趋势。高端数控机床的脉冲当量一般为0.1μm,甚至更小。5、按控制联动坐标轴数分类按所能控制联动坐标轴数目的不同,数控机床还可分成两坐标、三坐标、四坐标和五坐标等数控机床。两坐标数控机床主要用于加工二维平面轮廓;三坐标数控机床主要用于加工三维立体轮廓;四坐标和五坐标数控机床主要用于加工空间复杂曲面、特殊零件型面或结构复杂、精度要求高、难加工的箱体类零件。范围内。1.5数控技术发展趋势数控系统发展趋势采用开放式体系结构以通用PC为基础、体系结构开放和智能化方向发展可实现声控自动编程、图形扫描自动编程等利用多CPU的优势，实现故障自动排除增强通信功能，提高进线、联网能力。性能大大提高向智能化方向发展具有自动编程、前馈控制、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、运动参数动态补偿等功能数控机床发展趋势高速、高效化高精度化高可靠性智能化数控编程自动化复合化出现新一代数控加工工艺与装备数控技术发展概况数控加工的特点自动化程度高具有加工复杂形状的能力

生产准备周期短

加工精度高，质量稳定

生产效率高

易于建立计算机通信网络

主要不足：数控机床价格昂贵，加工成本高，技术复杂，对工艺和编程要求较高，加工中难以调整，维修困难等

ThankYou!教师介绍数控技术第一台数控机床的诞生

1949年，美国空军为了能在短时间内制造出经常变更设计的火箭零件，与帕森斯公司和麻省理工学院伺服机构研究所(ServoMechanismLaboratoryoftheMassachusettsInstituteoftechnology)合作，于1952年研制成功世界上第一台数控机床——三坐标立式铣床。可控制铣刀进行连续空间曲面的加工，揭开了数控机床发展的序幕。数控技术一、数控车床发展数控机床美国麻省理工学院于1952年成功研制了世界上第一台数控铣床。1955年用于制造航空零件的数控铣床正式问世！以后其他一些工业国家，如德国，日本，英国，俄罗斯等相继开始开发，研制和应用数控机床。我国第一台数控机床于1958年，由清华大学研制最早的样机！1966年我国诞生了第一台用直线——圆弧插补的晶体管数控系统。1970年初研制成功集成电路数控系统！数控技术一、数控车床发展数控机床1.原因—社会生产发展（军备竞赛的产物）

2.目的—解决单件、中小批量精密复杂零件的加工问题我国第一台数控机床数控技术一、数控车床发展普通车床主运动：主轴带工件旋转进给运动：刀架运动（轴向、径向）运动控制：手柄加工对象：回转体主轴刀架尾座机械加工的最主要机床之一缺点：劳动强度大，尺寸精度控制难，无法加工不规则形状数控技术数控车床主运动：主轴带工件旋转进给运动：刀架运动（轴向、径向）运动控制：系统加工对象：回转体区别：多了系统，少了手柄控制系统优点：劳动强度低，尺寸精度高，可以加工不规则形状手柄没了一、数控车床发展数控技术二、基本概念计算机数字控制机床是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作并加工零件.简称CNC

什么是数控机床？教师介绍数控技术1.原因—社会生产发展（军备竞赛的产物）

2.目的—解决单件、中小批量精密复杂零件的加工问题我国第一台数控机床数控技术二、基本概念

数控车床能做什么？数控车床加工范围非常之广,可以车削内外圆柱面、圆锥面,车端面,切槽,切断,车螺纹，可以钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹，加装某些附件,还可以进行镗削、磨削、研磨、抛光等数控技术二、基本概念

数控车床有什么优点？

1.复杂零件加工

2.高精度

3.加工稳定可靠

4.高柔性

5.高生产率

6.劳动条件好

7.有利于管理现代化

8.投资大，使用费用高

9.生产准备工作复杂

10.维修困难数控技术三、数控车床的组成及工作过程

数控车床组成床身主轴箱数控装置润滑系统液压系统尾座数控机床排屑器刀架进给系统冷却系统数控技术三、数控车床的组成及工作过程

数控车床编程流程零件图样加工工艺编程代码加工程序程序校验零件加工零件检测零件图样加工工艺三维建模加工轨迹后处理零件加工零件检测数控技术四、数控车床分类按功能及档次分经济型全功能车铣复合数控技术四、数控车床分类按主轴位置分卧式立式数控技术按床身结构分四、数控车床分类数控技术四、数控车床分类按刀架结构分方刀架转塔刀架排刀数控技术四、数控车床分类按控制方式分开环闭环半闭环数控技术五、数控车床发展趋势高速化高精度化自动化复合化网络化数控技术五、数控车床发展趋势数控技术五、数控车床发展趋势数控技术五、数控车床发展趋势数控技术四、课后作业3、通过网络，自主学习数控车床坐标系1、简要描述数控车床与普通车床的区别。提交网络平台下次课提问2、查阅资料，了解数控行业内知名的“东芝事件”，简要描述该事件过程并撰写一篇不少于300字的小文章，重点说明数控技术对国家制造业的重要性。（页边距2.5，行距20磅，小四宋体，必须插入一张图片）师生互动数控技术车削加工范围

师生互动数控技术车削加工范围

车削加工范围非常之广,可以车削内外圆柱面、圆锥面,车端面,切槽,切断,车螺纹，可以钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹，加装某些附件,还可以进行镗削、磨削、研磨、抛光等教师介绍数控技术三、数控车床介绍按轴线位置立式数控车床卧式数控车床车削中心普通数控车床经济型