数控机床剖析.pptVIP

第一章 数控机床概述 第一节 数控机床的基本概念 第二节 数控机床的坐标系 第一节 数控机床的基本概念 一、数控技术的发展史 二、数控技术的发展趋势 三、数控机床在机械制造业中的优势 四、数控机床的组成 五、数控机床的加工原理 一、数控技术的发展史 1、1946年世界上诞生了第一台电子计算机。 2、第一台计算机诞生6年后，即在1952年，计算机技术应用到了机床上。 1952年美国空军当局委托美国麻省理工大学与帕森斯公司合作研制了第一台三坐标数控铣床. 　 此后,英国和日本在1958年、德国在1959年相继制造出数控机床． 从此，传统的机床产生了质的变化。 第一台数控机床诞生至今五十年以来，数控机床的核心—数控系统的发展经历了二个阶段和六代的发展。 1.数控（NC）阶段 2. 计算机数控（CNC）阶段 数控（NC）阶段（1952—1970） 早期的计算机运算速度低，这对当时的科学计算和数据 处理影响不大，但它不能适应机床实时控制的要求。 人们不得不采用数字逻辑电路，搭成机床专用计算机 作为数控系统，被称为硬件连接数控（HARD—WIRED NC）, 简称为数控（NC）。 随着电子元器件的发展，这个阶段又历经三代: 1952年的第一代—电子管计算机组成的数控系统； 1959年的第二代—晶体管计算机组成的数控系统； 1965年的第三代—小规模的集成电路计算机组成的数控系统。 计算机数控（CNC）阶段 这一阶段从1970年开始至今。1970年研制成功大规模 集成电路，并将其用于通用小型计算机。此时的小型计算 机，其运算速度比五、六十年代的计算机有了大幅度的提 高。比专门搭成的专用计算机成本低，可靠性高。于是， 小型计算机被用作数控系统的核心部件，从此进入了计算 机数控（CNC）阶段。 计算机数控阶段也经历了三代: 1970年第四代—小型计算机数控系统； 1974年第五代—微处理器组成的数控系统 1990年第六代—基于PC的数控系统 。 1948—1956年 数控机床处于研究试制阶段 1956—1960年 数控机床处于工业应用阶段 1960年以后 数控机床处于高速发展阶段 20世纪70年代末、80年代初数控机床得到广泛的普及和应用 国内数控技术的发展情况 我国数控技术是从1958年开始研制的： 1958年－1965年　我国数控机床处于研制、开发时期，比国外相比起步晚了十年； 1968年　　清华大学研制成功我国第一台小型数控立铣； 1980年前　我国数控机床80％为线切割机床(低端数控机床)； 1980年后　引进日、美等国的数控装置及伺服系统的技术，开始合资批量生产一些数控机床，数控装置的稳定性、可靠性有了明显的改善，开始为用户所接受； 1985年后　我国已经能生产45种各类数控机床来满足工业发展的需要，同时数控机床功能部件的专业厂也逐渐形成规模； 1990年中期 国产数控装置也开始崭露头角，进入21世纪，国产的数控系统才开始形成生产规模，拥有自主版权的五轴联动数控系统，打破了西方对高端数控系统的垄断。 二、数控技术的发展趋势 1、高速、高精度加工 2、数控系统具有多轴控制、多轴联动和 复合加工的控制功能 3、数控系统开放化、智能化和网络化 1、 高速、高精度加工 目前加工中心主轴转速最高可达100000转/分、进给速度可达24米/分-60米/分，定位精度都在几微米。这就要求数控系统应采用高速高精度的数控系统、驱动系统应采用直线电动机作为进给伺服系统、采用高速永磁同步电动机。 2、数控系统具有多轴控制、多轴联动  和复合加工的控制功能  理论上数控机床只需要3轴联动，但在实际加工中3轴联动对于三维曲面加工很难用上刀具的最佳几何形状进行切削，不仅加工效率低而且表面粗糙度高，往往采用手动进行修补，但在修补过程中，已加工的表面也可能丧失精度。5轴联动除了X、Y、Z这3轴外，主要还有刀具轴旋转、工作台旋转这两种方式的复合运动，采用5轴联动可以使用刀具的最佳几何形状对工件进行加工。那么5轴联动数控机床是数控技术的制高点标志之一。 3、数控系统的开放化、智能化 和网络化 将来的数控机床中的NC系统能部分代替机床设计师和操作者的大脑，具有一定的智能，能把特殊的加工工艺、管理经验和操作技能嵌入NC系统，同时也具有图