数控机床概论.pptx

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1、数字控制机床中国地质大学机电学院张伟民第一章概述1-1数控系统及数控机床的基本概念1-2数控机床的组成1-3数控机床的工作原理及分类1-4数控机床的特点和应用范围1-5数控机床的产生与发展数字控制技术（NumericalControlTechnology，NC）是一种借助数字化信息（数字、字符）对某一工作过程（如加工、测量、装配等）发出指令并实现自动控制的技术。数控系统（NumericalControlSystem）采用数字控制技术的自动控制系统。数控机床（NumericalControlMachi

2、neTools）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。数控机床是一种装有程序控制系统（数控系统）的高效自动化机床。是数控技术典型应用的例子。计算机数控（CNC）采用存储程序的专用计算机来实现部分或全部基本数控功能，则称为计算机数控。1.1数控系统及数控机床的基本概念1-2数控机床的组成现代数控机床主要由CNC数控系统和机床主体组成，此外数控机床还有许多辅助装置：自动换刀装置（AutomaticToolChangerATC）自动工作台交换装置（AutomaticPalletChan

3、gerAPC）自动对刀装置自动排屑装置电、液、气、冷却、润滑、防护等装置。数控机床组成示意图1.2.1输入输出装置1-2数控机床的组成操作面板：它是操作人员与数控装置进行信息交流的工具组成：主要分为三大区域。下图为西门子的一款数控系统的操作面板。操作面板实物图1.2.1输入输出装置1-2数控机床的组成控制介质：人与数控机床之间建立某种联系的中间媒介物就是控制介质，又称为信息载体。常用的控制价质有穿孔带、穿孔卡、磁盘和磁带。操作面板实物图1.2.1输入输出装置1-2数控机床的组成人机交互设备：数控机床

4、在加工运行时，通常都需要操作人员对数控系统进行状态干预，对输入的加工程序进行编辑、修改和调试，对数控机床运行状态进行显示等，也就是数控机床要具有人机联系的功能。具有人机联系功能的设备统称人机交互设备。常用的人机交互设备有键盘、显示器、光电阅读机等。操作面板实物图1.2.1输入输出装置1-2数控机床的组成通讯：现代的数控系统除采用输入输出设备进行信息交换外，一般都具有用通讯方式进行信息交换的能力。它们是实现CAD/CAM的集成、柔性制造系统简称FMS(FlexibleManufactureSystem

5、)和计算机/现代集成制造系统CIMS（ComputerIntegratedManufacturingSystems）的基本技术。采用的方式有：串行通讯（RS-232等串口）自动控制专用接口和规范（DNC方式，MAP协议等）网络技术（internet，LAN等）。1.2.2计算机数控（CNC）装置1-2数控机床的组成数控装置是数控机床的中枢。又称CNC装置(CNC单元)1.2.2计算机数控（CNC）装置1-2数控机床的组成作用：根据输入的零件加工程序进行相应的处理（如运动轨迹处理、机床输入输出处理等）

6、，然后输出控制命令到相应的执行部件(伺服单元、驱动装置和PLC等)，所有这些工作是由CNC装置内硬件和软件协调配合，合理组织，使整个系统有条不紊地进行工作的。CNC装置是CNC系统的核心硬件计算机管理软件软件控制软件1.2.2计算机数控（CNC）装置1-2数控机床的组成1.2.3伺服单元、驱动装置1-2数控机床的组成进给伺服驱动系统由伺服控制电路、功率放大电路和伺服电动机组成。伺服驱动的作用，是把来自数控装置的位置控制移动指令转变成机床工作部件的运动，使工作台按规定轨迹移动或精确定位，加工出符合图样

7、要求的工件，即把数控装置送来的微弱指令信号，放大成能驱动伺动电动机的大功率信号。1.2.3伺服单元、驱动装置1-2数控机床的组成常用的伺服电动机有步进电动机、直流伺服电动机和交流伺服电动机。根据接收指令的不同，伺服驱动有脉冲式和模拟式，而模拟式伺服驱动方式按驱动电动机的电源种类，可分为直流伺服驱动和交流伺服驱动。步进电动机采用脉冲驱动方式。1.2.4机床电气控制1-2数控机床的组成机床电气控制包括两个方面，可如图所示箭头所指的内容。PLC（可编程的逻辑控制器）用于完成与逻辑运算有关顺序动作的I/O控

8、制，而机床I/O电路和装置则是用来实现I/O控制的执行部件，由继电器、电磁阀、行程开关、接触器等组成的逻辑电路；1.2.5测量装置1-2数控机床的组成分为位置和速度测量装置。以实现进给伺服系统的闭环控制。作用是保证灵敏、准确地跟踪CNC装置指令：进给运动指令：实现零件加工的成形运动（速度和位置控制）。主轴运动指令：实现零件加工的切削运动（速度控制）1.2.5测量装置1-2数控机床的组成机床：数控机床的主体，是实现制造加工的执行部件。组成：由主运动部件、进给运动部件（工