数控技术与装备概述.ppt

数控技术浙江师范大学交通学院二00八年 前 言 一、本课程性质等 课程性质：重要专业课 课程学时：30（讲授学时：26；实验学时：4） 周学时：2 教材：郑堤主编. 数控机床与编程. 机械工业出版社，2005 参考书： 朱晓春主编.《数控技术》.机械工业出版社，2006 李恩林主编.《数控技术应用自学读本》.机械工业出版社，2006 授课方式：课堂教学+实验+作业 考核方式：期末考试（80%）+平时（出勤、答疑、实验、作业）（20%） 二、为什么要学习本课程？ 是先进制造技术内容之一 是制造装备数字化的主要内容 是柔性自动化的基础 数控机床是典型的机电一体化产品 数控机床的应用越来越普及 数控机床应用人才需求量大且迫切 数控技术适用领域广泛 是机械工程领域的人才必备的专业知识 三、本课程要求 要求不缺课，认真听课，课前预习，课后复习 认真实验，按时独立完成作业，积极参加课堂讨论 有问题及时答疑并反馈信息 广泛查阅参考资料 充分利用实验室的开放条件 真正学到知识和本领。 四、本课程目的 掌握数控技术的基本原理、数控机床的组成、工作原理及特点 了解数控技术的发展历史、现状与趋势 了解数控装置的构成、工作原理及性能特点 掌握数控机床机械系统的结构、性能特点及设计计算方法 掌握数控机床手工编程方法，能够编制较简单零件的数控加工程序 了解数控机床计算机辅助编程方法 了解数控机床的选用、购置、维护与管理 第一章 绪 论 第一节 数控技术基本概念与原理 第二节 数控机床 第三节 数控机床的发展 本章要求 了解并掌握数控技术基本原理； 了解并掌握数控机床的组成、工作原理、分类与特点； 掌握数控机床坐标系及其命名方法； 了解数控机床的发展历史与发展趋势。 第一节 数控技术基本概念与原理 数字控制技术，简称数控技术（NC）：采用数字指令信号对机电产品或设备进行控制的一种自动控制技术。 数控技术与传统的设备自动控制技术的显著区别：坐标控制——采用数字指令信号对设备的运动部件的坐标运动进行控制。 数控技术的基本原理 将被控设备末端执行部件的运动（或多个末端执行部件的合成运动）纳入到适当的坐标系中，将所要求的复杂运动分解成各坐标轴的简单直线运动或回转运动，并用一个满足精度要求的基本长度单位（Basic Length Unit，BLU）对各坐标轴进行离散化，由电子控制装置（即数控装置）按数控程序规定的运动控制规律产生与基本长度单位对应的数字指令脉冲对各坐标轴的运动进行控制，并通过伺服执行元件加以驱动，从而实现所要求的复杂运动。 几个基本概念 插补：插补是数控技术的核心。插补装置的功用是将期望的设备运动轨迹沿各坐标轴微分成基本长度单位，并转换成可控制各坐标轴运动的一系列数字指令脉冲。 驱动：将插补装置输出的数字指令脉冲进行转换与放大，驱动执行元件，实现由数字指令脉冲序列规定的坐标运动，并最终由各坐标运动合成所期望的运动轨迹。 脉冲当量：对应于插补装置输出的每一个数字指令脉冲，伺服驱动系统末端执行部件所实现的理论位移被称为脉冲当量，它是系统所能控制的最小位移，又称系统的控制分辨率，一般取为基本长度单位（BLU）。 NC与CNC NC——早期采用硬件数字电路实现的数控。 CNC——现代采用微型计算机实现的数控，称计算机数字控制技术，简称计算机数控（Computer Numerical Control，CNC）。 CNC是先进制造技术或生产模式的基础，是现代制造业的基础 柔性自动化（FMS） 计算机集成制造（CIM） 智能制造（IM） 敏捷制造（AM） 虚拟制造（VM） …… 第二节 数控机床 一、数控机床的组成与工作原理 二、数控机床的分类 立式加工中心机床 数控磨床 数控激光切割机床 2. 按数控机床运动轨迹控制方式分类 点位控制数控机床 连续控制数控机床（轮廓控制数控机床） 3. 按伺服系统控制方式分类 开环控制数控机床 闭环控制数控机床 半闭环控制数控机床 4. 按数控机床功能强弱分类 经济型数控机床——简易数控，脉冲当量：0.001-0.01mm 全功能数控机床 ——普及型数控机床，脉冲当量： 0.1-1μm 高档型数控机床——五轴以上联动控制、高度柔性、超高速、超精密,脉冲当量： 0.1 μm 5. 按控制联动坐标轴数分类 二坐标数控机床主要用于加工二维平面轮廓； 三坐标数控机床主要用于加工三维立体轮廓； 四坐标和五坐标数控机床主要用于加工空间复杂曲面或一些高精度、难加工的特殊型面。 三、数控机床的特点 自动化程度高 加工精度高 生产率高 对工件的适应性强 有利于生产管理信息化 四、数控机床坐标系 数控机床最重要的功能是坐标控制功能。