第5章+计算机辅助数控加工和编程.pptVIP

计算机辅助数控加工和编程 1 数控技术概述 2 数控技术 3 数控编程基础 4 DNC与FMS技术 5 快速成形制造 6 Pro/E NC辅助加工 数控技术概述 数字控制（Numerical Control，简称NC）是用数字化信息对控制对象加以控制的一种自动控制技术。由于现代数控都采用了计算机进行控制，所以又称为计算机数控（Computer Numerical Control, 简称CNC） 数控机床 数控机床的组成 数控系统 数控系统由硬件和软件组成。 硬件包括输入、输出接口线路、控制器、运算器和存储器等； 软件是为了实现数控系统各项控制功能而开发的专用软件，又称系统软件。 数控系统的工作是在硬件支持下执行软件的全过程，它接受输入装置送来的脉冲信号，并将信号通过内部的逻辑电路或系统软件进行译码、运算和逻辑处理后，将各种信息指令输出给伺服系统或辅助控制装置使机床各部分按照指令执行有序的动作。 伺服系统 伺服系统是数控系统的执行机构之一，也是数控机床执行机构的驱动部件和动力来源，其作用是把数控系统的指令信息转化成机床移动部件的运动。 由速度控制单元、位置控制单元、伺服驱动电机等组成。 伺服系统作为数控机床的最后控制环节，其控制精度和动态响应对机床的工作性能、加工精度和加工效率有直接的影响。 每个进给运动的部件，都配有一套伺服驱动系统，相对与每一个脉冲信号，执行部件都有一个相应的位移量，称脉冲当量，脉冲当量值越小，加工精度就越高。 数控机床的伺服驱动系统包括进给驱动、主轴驱动和位置驱动等部分。按位置驱动控制方法的不同，伺服系统可分为开环、闭环和半闭环三种。 检测与反馈装置 检测与反馈装置的作用是将机床导轨和主轴移动的位移量、移动速度等参数检测出来，通过模数转换变成数字信号，并反馈到数控系统中，数控系统根据反馈回来的信息进行判断并发出相应的指令，纠正所产生的误差。 通常检测与反馈装置被安装在伺服电动机上，相应电路和原件会将速度、位置等信息及时的反馈回来，构成闭环或半闭环控制。 机床本体 机床本体是完成各种切削加工的执行部件，主要由床身、立柱、主轴、进给机构等组成， 它与普通机床的差别，主要在于机械结构与功能部件的不同，由此形成数控机床构造上的特色： ①采用高性能的主轴及伺服传动系统，具有传递功率大、刚度高、抗振性好及热变形小等优点； ②采用高效传动部件及进给传动系统，机械传动结构简化，传动链较短，具有传动效率高、传动精度高等特点，一般采用滚珠丝杠、静压导轨、滚动导轨等； ③数控机床机械结构具有较高的动态特性、动刚度、阻尼精度、耐磨性以及抗热变形性能，能够连续地自动化加工。 辅助装置 辅助装置是指数控机床的一些必要的配套部件，包括储备刀具的刀库、自动换刀装置、自动托盘交换装置、工件夹紧机构、回转工作台以及液压、气动、冷却、润滑、排屑装置等。 数控机床的分类 1）按工艺用途分类 切削类数控机床：数控车床、数控铣床、加工中心等。 成型加工类数控机床：是指采用挤、冲、压、拉等成型工艺方法加工零件的数控机床，如数控折弯机、数控弯管机等。 （3）特种加工类数控机床：是指采用电或者激光加工技术加工零件的数控机床，如数控电火花线切割机床、等。 （4）其他类型数控机床：如数控三坐标测量机、火焰切割机、数控装配机、机器人等。 按机床运动方式分类 （1）点位控制数控机床。 （2）轮廓控制数控机床。 点位控制数控机床 点位控制只控制机床运动部件运动的起点和终点的坐标值，而不管移动时所走的轨迹如何，同时在移动过程中不进行加工。 点位控制的功能是获得精确的孔系坐标定位。为了减少运动部件的运动和定位时间，一般运动部件先以快速运动至终点坐标附近，然后以低速准确运动到终点位置，以保证稳定的定位精度。这种类型的数控机床主要应用于平面孔系，如数控钻床、数控坐标镗床、数控冲床、数控弯管机等。 轮廓控制数控机床 轮廓控制又称为连续轨迹控制，能够对两个或两个以上运动坐标的位移及速度进行连续控制，数控系统需要在加工过程中不断进行多坐标轴之间的差补运算，可以进行曲线或曲面零件的切削加工。这类数控机床主要有数控车床、数控铣床、数控电火花线切割机床和加工中心等。根据它所同时控制（可联动）的坐标轴数，可以分为二轴控制（联动）、2.5轴控制、三轴控制、四轴控制和五轴控制等。 按控制伺服系统类型分类 按控制伺服系统可分为开环控制、闭环控制和半闭环控制。 开环控制是指不带位置反馈装置的数控系统。开环控制数控机床的特点是数控装置发出指令信号单方向传递，指令发出后不再反馈回来。因为无位置反馈，所以精度不高，其精度主要取决于伺服驱动系统的性能； 闭环控制是在机床移动部件上直接安装直线位移检测装置，将直接测量到的