数控技术的基本知识

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1、数控技术的基本知识数控技术的基本知识教学目的:1.了解数控机床的产生背景,发展趋势及先进的制造技术.2.熟悉数控机床加工特点和加工对象.3.掌握数控机床的组成及种类.重点:数控机床的结构,组成及应用难点:数控机床的加工特点和加工对象一,数控机床的产生与发展,(一)数控机床的产生1952年,美国帕森斯公司和麻省理工学院研制成功了世界上第一台数控机床.半个世纪以来,数控技术得到了迅猛的发展,加工精度和生产效率不断提高.数控机床的发展至今已经历了两个阶段和六代.1952年的第一代——电子管数控机床1959年的第二代——晶体管

2、数控机床1965年的第三代——集成电路数控机床1970年的第四代——小型计算机数控机床1974年的第五代——微型计算机数控系统1990年的第六代——基于PC的数控机床.,数控机床的发展趋势(二)数控机床的发展趋势,1,高速度高精度化速度和精度是数控机床的两个重要指标,直接关系到加工效率和产品的质量,为实现更高速度,更高精度的指标,目前主要从以下几点采取措施进行研究.数控系统:采用位数,频率更高的微处理器,以提高系统的基本运算速度.目前程序中断处理时间小于1MS/1K指令.伺服驱动系统:全数字伺服交流系统,大大提高了系统

3、的空位粘度,进给速度.所谓数字伺服系统,指的是伺服系统中的控制信息用数字来处理它一般具有以下特征:a)采用现代控制理论,通过计算机软件实现最佳最优的控制.b)数字伺服系统是一种离散系统,它是由采样器和保持器两个基本环节组成的,位置,速度,电流构成的反馈全部数字化,PID软件化.c)数字伺服系统具有较高的动静精度,有很强的抗干扰能力.d)系统一般配有SERCOS(串行实时通信系统)板,可实现大信息量数据的高速,无声的传输.机床静动摩擦的线形补偿控制技术:机械动静磨擦的线形会导致机床的爬行.高速大功率电主轴的应用:在超高速

4、加工中,对机床主轴转速提出了极高的要求(10000-75000R/MIN)传统的齿轮变速主传动系统已不能适应其要求.配备高速,功能强的内装式可编控制器PLC:提高可编程控制器的进行速度,来满足数控机床高速加工的速度要求.(2)多功能化,智能化,小型化数控机床采用一机多能,以最大限度地提高设备的利用率.前台加工,后台编辑的前后台功能,以充分提高其工作效率和机床利用率.具有更高的通讯功能,现代数控机床除具有通信口,DNC功能外,还具有网络功能.引进自式应控制技术:自适应控制AC技术的目的是要求在随机变化的加工过程中,通过自

5、动调节加工过程中所测得的工作状态,特性.按照给安的评价指标自动修正工作参数.采用故障自诊断,自修复功能:利用CNC系统的内装程序实现故障诊断,一旦出现故障时,立即采取停机等措施,自动使故障块脱机,接通备用模块并通过CRT进行故障报警.刀具寿命自动检测和自动换刀功能:利用各种检测手段,对刀具和工件进行检测,发现工件超差,刀具磨损,破损等,进行及时报警,自动补偿或更换备用刀具,以保证产品质量.引进模块识别技术:应用图象识别和声控技术,使机器自己辩识图样,按照自然语言命令进行加工.(3)高可靠性数控机床的可靠性一直似是用户最

6、关心的主要指标,它取决于数控系统和各伺服系统驱动单元,为提高可靠性,目前主要采取以下几方面措施.提高系统硬件质量.采取硬件结构模块化,标准化,通用化方式.增强故障自诊断,自恢复和保护功能.二,数控机床的概念(1)数字控制(NumericalControlNC)是一种借助数字,字符或其它符号对某)数字控制()一工作过程(如加工,测量,装配等)进行可编程控制的自动化方法.(2)数控技术(NumericalControlTechnology)采用数字控制的方法对某一工作)数控技术()过程实现自动控制的技术.(3)数控机床(N

7、umericalControlMachineTools)是采用数字控制技术对机床的)数控机床()加工过程进行自动控制的一类机床.它数控技术典型应用的例子.(4)数控系统(NumericalControlSystem)实现数字控制的装置.)数控系统()机数控系统((5)计算机数控系统(ComputerNumericalControlCNC)以计算机为核心的)计算机数控系统数控系统.(6)加工中心MC:数控机床配有刀具库和自动换刀装置就构成加工中心,它可以)一次装夹并进行多工序加工.(7)并联机床)并联机床:新一代机床的发

8、展趋势,进一步满足超精密,超高速.激光和细微加工等新工艺的高性能和高集成度的要求.以软代硬,以电代机,部件重新利用,组建机床和组合夹具一样.三,先进制造技术1.快速原型法(又称快速成形法)2.虚拟制造技术3.柔性制造系统(FMS)4.柔性制造单元(FMC)5.计算机集成制造系统(CIMS)四,数控机床的基本组成和工作原理1.数控加