[理学]第1章 数控机床概述.ppt

第1章小结 数控机床————（数控机床:Numerical Control Machine Tools） 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。它数控技术应用的典型例子。 数控系统（Numerical Control System）实现数字控制的装置。 计算机数控系统（Computer Numerical Control CNC ）以计算机为核心的数控系统。 数控机床的产生 1952年美国麻省理工学院（MIT）和美国帕森斯公司（Parsons）研制成世界上第一台数控3坐标铣床。 1958年出现第一台加工中心。 1958年我国开始研制第一台数控铣床。 随着电子技术、计算机技术、自动控制技术和精密测量技术的发展，以集成电路的集成度为推动力，先后经历了电子管、晶体管、小规模集成电路、小型计算机（CNC）、微型机（MNC）和基于PC的开放数控系统等6个发展阶段。 数控机床的发展 数控机床发展到今天，完全依赖于数控系统的发展，大致可划分为6代。 第1代数控：1952～1959年采用电子管元件构成的专用数控装置（NC）； 第2代数控：1959～1964年采用晶体管电路的NC装置； 第3代数控：1965～1970年采用小、中规模集成电路的NC装置； 第4代数控：1971～1974年采用大规模集成电路的小型通用电子计算机控制 的系统（CNC）； 第5代数控：自1974年开始采用微型电子计算机控制的系统（MNC）； 第6代数控：90年代以来采用基于PC机控制的开放式系统。 目前，数控系统以价格低廉、工作可靠为数控机床的发展开辟了广阔天地。 数控机床的特点 1. 加工精度高（好） 2. 生产柔性大（多） 3. 劳动强度低（省） 4. 生产效率高（快） 5. 经济效益好（省） 6. 管理现代化（快） 数控机床分类归纳如下 分类 机床名称 按加工工艺方法 1.金属切削类数控机床 2.特种加工类数控机床 3.板材加工类数控机床 按控制运动方式 1.点位控制数控机床 2.点位直线控制数控机床 3.轮廓控制数控机床 按驱动装置特点 1.开环控制数控机床 2.半闭环控制数控机床 3.闭环控制数控机床 4.混合控制数控机床 另外按功能水平分：低、中、高档数控机床 数控机床的组成 1. 主轴系統 2. 传动测量系統 3. 数控装置 4. 伺服控制器 6. 控制软件(控制介质) 5. 机床本体 机床数控技术的组成 数控技术 机床 数控系统 外围技术 基础件 配套件 数控装置 驱动系统 位置反馈 系统 刀具系统 编程技术 管理技术 床身 立柱 工作台 刀架 刀库 丝杠 导轨 硬件 软件 伺服系统 电动机 光栅 光电编码器 磁栅 感应同步器 测速发电机 旋转变压器 激光 刀片 刀杆 编程机 编程系统 PLC CPU RAM ROM 接口 控制软件 顺序程序 步进电动机 直流电动机 交流电动机 输入装置 数控装置 伺服系统 测量装置 辅助装置 机床本体 数控机床的基本组成 坐标轴 轴名 代号 REMARK 线性 坐标轴 X Y Z 第一组：优先 U V W 第二组：其次 P Q R 第三组：再次 旋转 坐标轴 A B C 第一组：优先 D，E 第二组：其次 数控机床的主要性能指标 主要从：数控机床的 运动性能 位移精度 控制轴数 三方面来衡量。 * CNC机床一般由操作面板、输入输出设备、CNC装置(或称CNC单元)、伺服单元、驱动装置(或称执行机构)、可编程控制器PLC及电气控制装置、辅助装置、机床本体、测量装置组成。图1-1是CNC机床的组成框图。其中除机床本体之外的部分统称为计算机数控系统(CNC)。下面分别介绍其中的主要组成部分： * 1.3.3 按伺服系统的控制方式分类 按伺服系统的控制方式不同可将数控机床分为开环控制、 闭环控制和半闭环控制数控机床。 1. 开环控制数控机床 这类数控机床的运动部件没有位置检测反馈装置， 采用步进电动机驱动， 如图1.7所示。 图1.7 开环控制数控机床结构 2. 闭环控制数控机床 这类数控机床的运动部件上安装有位置测量反馈装置， 由直流或交流伺服电动机驱动， 如图1.8所示。 图1.8 闭环控制数控机床结构 3. 半闭环控制数控机床 将位置检测元件安装在电动机轴端或丝杠轴端， 通过角位移的测量间接计算出机床工作台的实际运行位