数控技术的基本知识

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1、课题一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——晶体管数控机床1965年的第三代——集成电路

2、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。（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

3、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

4、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

5、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、

6、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过程实现自动控制的技术。（3）数控机床（NumericalControlMachineTools）是采用数字控制技术对机床的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（NumericalContro

7、lSystem）实现数字控制的装置。（5）计算机数控系统（ComputerNumericalControlCNC）以计算机为核心的数控系统。（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：新一代机床的发展趋势，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(

8、CIMS)四、数控机床的基本组成和工作原理1．数控加工的过程：·零件工艺分析：根据零件加工图样进行工艺分析确定加工方案，工艺参数和位移数据。·编写零件