《数控技术》第一篇.pptVIP

数控技术 杜 娟 太原科技大学 机电学院 第一章 概 述 第一节 数控技术的基本概念 一、数控与数控机床 1、基本概念 (1) 数字控制（NC，Numerical control ），即数控技术，是指用数字化信息发出指令并实现自动控制的技术。 (2) 计算机数控（CNC，Computer Numerical control ）是指用计算机实现部分或全部数控功能。 (3) 数控机床，采用计算机数控技术控制的自动控制系统则为计算机数控系统，被控制对象可以是各种生产设备或过程。如果被控对象是机床，则称为数控机床。可见，数控机床是一种采用计算机，利用数字化信息进行控制的高效、自动化加工机床，是具有高附加值的技术密集型机电一体化设备。 2、用数控机床加工一个零件的过程见图1-1。 二、数控机床的组成见图1-2所示 1、存储介质 用于存放编好的数控程序，如：八单位的穿孔纸带、磁盘等。 2、输入/输出设备 输入/输出设备主要用于零件加工程序的编制、存储、打印和显示等。常见的输入/输出设备除了人机对话编程键盘和CRT外，还有纸带、磁盘、穿孔机和电传机等，高级的输入/输出设备还包括自动编程机乃至CAD/CAM系统。 3、数控装置 是数控机床的核心，它负责将接收到的数字信息经过处理后转换为各种指令信息输出给伺服系统，使设备按规定的动作执行。 4、伺服系统 其功能是将来自数控装置的脉冲信号转换成机床移动部件的运动，使数控系统的执行部分。常用的驱动电机有：步进电动机、直流伺服电机和交流伺服电机。 5、检测反馈系统 通过对机床实际情况的检测、比较，计算出偏差，并发出纠正误差指令，进而提高机床的加工精度。 6、机床本体 主要包括主运动部件、进给运动执行部件、支撑部件、以及冷却、转位和润滑等辅助装置。 7、可编程控制器（PLC） 其主要完成数控设备的各种执行机构的逻辑顺序控制，即用PLC程序代替用继电器控制的线路，实现数控设备的辅助功能、主轴转速功能、刀具功能的译码和控制等。 PLC在数控系统里的应用方式有两种：内装型和独立型。内装型PLC从属于CNC装置， PLC硬件电路和CNC装置的其它电路制作在同一块印制电路板上，亦可以做成独立的电路板。独立型PLC独立于CNC装置，其本身具有完备的软、硬件功能，可独立完成所给定的任务。 典型数控机床图片 三、数控机床的特点 1)适应性强 2)可以加工形状复杂的零件 3)加工质量高、加工质量稳定 4）生产效率高、经济效益好 5) 减轻劳动强度、改善劳动条件，取得良好的经济效益 6) 有利于生产管理的现代化 7）有故障诊断和监控能力 虽然数控机床有很多优点，但初期投资大，维修费用高，要求管理及操作人员素质也较高，因此，应合理地选择及使用数控机床，使企业获得最好的经济效益。 四、数控机床的应用范围 1、多品种、小批量生产的零件或新产品试制中的零件 2、几何形状复杂的零件 3、加工过程中必须进行多工序的零件 4、用普通机床加工时，需要昂贵工装设备的零件 5、必须严格控制公差，对精度要求高的零件 6、工艺设计需多次改型的零件 7、价格昂贵、加工中不允许出现报废的零件 8、需要最短生产周期的零件 各种机床的使用范围见下图所示： 第二节 数控机床的分类 一、按机床的控制轨迹进行分类 1、点位控制的数控机床 2、直线控制的数控机床 也称为平行控制的数控机床，一般只能加工矩形和台阶等直线组成的零件。 3、轮廓控制的数控机床 轮廓数控机床又可分为： 1）2轴联动 2）2周半联动 3）3轴联动 4) 4轴联动 5）5轴联动 二、按伺服控制的方式进行分类 1、开环控制系统 2、半闭环控制系统 3、闭环控制系统 三、按数控系统的功能水平进行分类 通常把数控系统分为低、中、高三类，这种分类方式在我国用得较多，但是低、中、高三类的界限是相对的，不是绝对的。 四、按工艺用途进行分类 1、金属切削类数控机床 2、金属成型类数控机床 3、数控特种加工机床 4、其它类型的数控设备 第三节 现代数控系统发展趋势 一、概述 从1952年美国麻省理工学院研制出第一台试验性数控系统，到现在已走过了半个多世