现代数控技术教学ppt课件

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1、第八章数控技术发展现状与趋势叶佩青精仪系制造所清华大学精仪系叶佩青Tel：62773269Email：yepq@pim.tsinghua.edu.cn作业：阅读报告在下列专题中选择一项，查阅相关资料并写出读书报告数控系统发展趋势；进给伺服系统和驱动电机发展趋势；主轴驱动系统和主轴电机发展趋势；数控机床的发展趋势；国外最新数控系统或机床介绍、比较（至少6种）要求：至少阅读5篇2000年以后的文献资料，其中外文资料不得少于2篇，并在上交时附上相应的参考文献。阅读报告的字数不得少于3500汉字。上交时间11月30日以前。清华大学精仪系叶佩青Tel：62773

2、269Email：yepq@pim.tsinghua.edu.cn第8章数控技术发展现状与趋势8.1数控技术的发展趋势8.2开放式数控系统的体系结构8.3STEP－NC8.4并联机构机床及其控制清华大学精仪系叶佩青Tel：62773269Email：yepq@pim.tsinghua.edu.cn随着计算机技术的发展，数控技术不断采用计算机、控制理论等领域的最新技术成就，使其朝着下述方向发展。运行高速化加工高精化控制智能化功能复合化交互网络化8.1数控技术的发展趋势清华大学精仪系叶佩青Tel：62773269Email：yepq@pim.tsinghua

3、.edu.cn进给、主轴、刀具交换、托盘交换等实现高速化，并具有高加（减）速度。进给率高速化：在分辨率为1m时，Fmax=240m/min，可获得复杂型面的精确加工；在程序段长度为1mm时，Fmax=30m/min，并且具有1.5g的加减速率；1、趋势——运行高速化反馈信号：4MHz清华大学精仪系叶佩青Tel：62773269Email：yepq@pim.tsinghua.edu.cnLinearMotor在高效加工中心上达到90m/min的快移速度和1g的加速度。直线电机作为高效驱动元件正被广为应用，尤其在激光切割和高速加工中。清华大学精仪系叶佩青T

4、el：62773269Email：yepq@pim.tsinghua.edu.cn平面电机清华大学精仪系叶佩青Tel：62773269Email：yepq@pim.tsinghua.edu.cn换刀速度0.9秒（刀到刀）2.8秒（切削到切削）工作台（托盘）交换速度6.3秒。主轴高速化：采用电主轴（内装式主轴电机），主轴电机的转子轴就是主轴部件。主轴最高转速达200000r/min。主轴转速的最高加（减）速为1.0g，即仅需1.8秒即可从0提速到15000r/min。清华大学精仪系叶佩青Tel：62773269Email：yepq@pim.tsinghua

5、.edu.cnSpindleMotor高速加工：控制、伺服驱动、主轴、刀具、轴承、导轨、丝杠、卡盘、夹具、冷却清华大学精仪系叶佩青Tel：62773269Email：yepq@pim.tsinghua.edu.cn提高机械的制造和装配精度；提高数控系统的控制精度；采用误差补偿技术。IC制造装备、纳米控制。提高CNC系统控制精度：采用高速插补技术，以微小程序段实现连续进给，使CNC控制单位精细化；采用高分辨率位置检测装置，提高位置检测精度（日本交流伺服电机已有装上106脉冲/转的内藏位置检测器，其位置检测精度能达到0.01m/脉冲）位置伺服系统采用前馈控

6、制与非线性控制等方法。2、趋势——加工高精化清华大学精仪系叶佩青Tel：62773269Email：yepq@pim.tsinghua.edu.cn采用误差补偿技术：采用反向间隙补偿、丝杆螺距误差补偿和刀具误差补偿等技术;设备的热变形误差补偿和空间误差的综合补偿技术。研究表明，综合误差补偿技术的应用可将加工误差减少60％～80％。三井精机的JidicH5D型超精密卧式加工中心的定位精度为±0.1m。高精加工：控制、伺服驱动、主轴、刀具、传感器、轴承、导轨、丝杠、夹具、冷却清华大学精仪系叶佩青Tel：62773269Email：yepq@pim.tsin

7、ghua.edu.cn随着人工智能技术的不断发展，为满足制造业生产柔性化、制造自动化发展需求，数控技术智能化程度不断提高，体现在：3、趋势——控制智能化加工过程自适应控制技术：通过监测主轴和进给电机的功率、电流、电压等信息，辩识出刀具的受力、磨损以及破损状态，机床加工的稳定性状态；并实时修调加工参数（主轴转速，进给速度）和加工指令，使设备处于最佳运行状态，以提高加工精度、降低工件表面粗糙度以及设备运行的安全性。以色列的外置式力自适应速度控制器清华大学精仪系叶佩青Tel：62773269Email：yepq@pim.tsinghua.edu.cn加工参数的

8、智能优化:将零件加工的一般规律、特殊工艺经验，用现代智能方法，构造基于专家系统或