数控机床的认识课件.ppt

* * * * 数控机床的认识 FANUC Series 0i Mate MODEL C 1946年世界上诞生了第一台电子计算机，这标志着人类创造可部分代替脑力劳动的工具。它与人类在生产活动中创造的那些只是改善或减轻体力劳动的工具相比，起了质的飞跃，它为人类进入信息社会奠定了基础。半个世纪以来，以计算机为主导和核心的信息技术，既通过电视、现代通信等手段提高了人类的生活质量，更促使生产力飞速向前发展，开创了人类文明史、生产史的新纪元。 第一台计算机诞生6年后，即在1952年，计算机技术应用到了机床上。在美国诞生了第一台数控机床。从此，传统的机床产生了质的变化。 第一台数控机床诞生至今五十年以来，数控机床的核心—数控系统的发展经历了二个阶段和六代的发展。 1.1.1 数控（NC）阶段 1.1.2 计算机数控（CNC）阶段 1.1.1 数控（NC）阶段(1952—1970年) 早期的计算机运算速度低，这对当时的科学计算和数据处理影响不大，但它不能适应机床实时控制的要求。于是，人们不得不采用数字逻辑电路，搭成机床专用计算机作为数控系统，被称为硬件连接数控（HARD—WIRED NC）,简称为数控（NC）。随着电子元器件的发展，这个阶段又历经三代，即1952年的第一代—电子管计算机组成的数控系统；1959年的第二代—晶体管计算机组成的数控系统；1965年的第三代小规模的集成电路计算机组成的数控系统。 1.1.2 计算机数控（CNC）阶段 这一阶段从1970年开始至今。1970年研制成功大规模集成电路，并将其用于通用小型计算机。此时的小型计算机，其运算速度比五、六十年代的计算机有了大幅度的提高。比专门搭成的专用计算机成本低，可靠性高。于是，小型计算机被用作数控系统的核心部件，从此进入了计算机数控（CNC）阶段。1971年美国INTEL公司在世界上第一次将计算机的两个最核心的部件—运算器和控制器，采用大规模的集成电路技术集成在一块芯片上，称之为微处理器（Microprocessor），又可称为中央处理单元（CPU）。1974年微处理器被应用于数控系统。这是因为小型计算机功能太强，控制一台机床能力有富余（故当时曾用于控制多台机床，称之为群控），更重要的是当时的小型计算机可靠性仍不太理想， 总之计算机数控阶段也经历了三代。即1970年第四代—小型计算机数控系统；1974年 的第五代—微处理器组成 的 数控系统 和1990年的 第六代—基于PC的数控系统 。 必须指出，数控系统近五十年来经历了两个阶段六代的发展，只是发展到了第五代以后，才从根本上解决了数控系统可靠性低，价格极为昂贵，应用很不方便等极为关键的问题，因此即使在工业发达国家，数控机床大规模地得到应用和普及也是在上世纪的七十年代末、八十年代初以后的事情 ，也就是说 数控技术经过了近三十年的发展才走向普及应用。 数控机床的运动性能指标 （1）数控机床的可控轴数和联动轴数 （2）快速移动速度（G00速度）及进给速度 （3）主轴转速 （4）坐标行程 2．数控机床的精度指标 （1）定位精度 （2）重复定位精度 （3）分辨率与脉冲当量 1.2 现代数控技术发展趋势 1.2.1 高速、高精加工 1.2.2 数控系统具有多轴控制、多轴联动和 复合加工的控制功能 1.2.3 数控系统开放化、智能化和网络化 1.2.1 高速、高精加工 随着汽车制造、电子工业、模具工业、航空工业和国防科技的发展，要求机床的加工速度和精度进一步提高。 目前，加工中心主轴转速最高达40000r/min进给速度达24m/min—30m/min，快速移动速度可达60m/min，定位精度都在几个微米。 特点： 1、 采用高精高速的数控系统 2、 采用直线电动机作为进给伺服系统 3、采用高速内装式主轴 4、采用高速永磁同步电动机 1.2.2 数控系统具有多轴控制、多轴联动和 复合加工的控制功能 从理论上讲，数控机床只要3轴联动，对于3维曲面均能加工。但是，实际上3轴联动对于3维曲面加工，由于很难用上刀具的最佳几何形状进行切削，不仅效率低且表面粗糙度差，往往采用手动进行修补，因此，已加工表面也可能丧失精度。 5轴（坐标）联动数控机床，是数控机床技术制高点标志之一，5轴联动数控铣床用于大型螺旋桨空间曲面加工，其机械配置主要有刀具轴旋转方式、工作台旋转方式和这两种方式的复合。采用5轴联动，可以使用刀具最佳几何形状进行