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数控技术 第一章 数控的基本知识 数控设备的产生和发展 数控技术与设备 NC.(Numerical Control) 控制量（对象）：位移、角度、速度、温度、压力、流量、颜色。 应用：机床、气割机、弯管机、冲剪机、压力机、绘图机、测量机、雕刻机、绣花机、衣料开片机。 数控设备的产生与与发展 产生——要解决如下问题： 单件（小批量）生产 精度 复杂型面加工 发展 五代：电子管（1952年，NC）、晶体管（1959年, NC ） 、小规模集成电路（1965年, NC ） 、大规模集成电路及小型计算机（1970年,CNC） 、微型计算机（1974年,MNC） 数控设备的产生与与发展（续） 前三代：NC 后二代：CNC DNC(分布式数控） FMS CIMS 目前代表性的数控技术 日本FANUC；德国西门子；美国A-B；西班牙法格；意大利ABOSZA；法国NUM。 机床量：普通数控机床——〉加工中心——〉FMC ——〉 FMS ——〉 CIMS 高端：64位和多CPU系统、20轴可控、10轴以上联动、分辨率0.0001mm、行程：240m/min 第二节 数控设备的分类 按工艺用途分类 按控制运动的方式分类 按伺服系统分类 按数控装置的功能水平分类 按工艺用途分类 普通数控机床 数控加工中心 多坐标数控机床 数控特种加工机床 按控制运动的方式分类 点位控制：数控钻、镗、冲床等 直线控制：在点位控制的基础上，控制速度，用于简易数控车、镗铣床 轮廓控制：对速度，位移（两轴以上）进行连续相关控制，有数控车、铣、磨床和加工中心 按伺服系统分类 开环控制 特点：结构简单，成本低，精度低 闭环控制 特点：精度高，系统复杂 半闭环控制 特点：检角位移而不检工作台位移 混合控制 按数控装置的功能水平分类 低档： 中档： 高档： 数控设备的特点和应用范围 特点 应用范围 特点 适应性强 能实现复杂的运动 精度高，质量稳定 生产率高 减轻劳动强度 有利于生产管理 应用范围（p53） 复杂程度 零件批量 数控机床的技术发展趋势 高可靠性 高柔性化 高精度化 高速度化 复合化 制造系统自动化 设计CAD化和宜人化 数控加工原理 一、数控车床的组成 数控车床一般由CNC（Computerized Numerical Control ）、伺服系统和机械系统三大部分组成。 计算机数控系统CNC由装有数控系统程序的专用计算机、输入输出设备、可编程控制器（PLC）、存储器、主轴驱动及进给驱动装置等部分组成。其原理如图所示 数控系统基本工作过程 硬件支持下执行软件的过程，内容包括： 输入：光电阅读机纸带、键盘、磁盘和DNC。分为存储式输入和NC方式输入； 译码：把各种零件轮廓信息、加工速度信息（F代码）、其他辅助信息（M，S，T代码）解释成数控装置能识别的语言，并存放在指定的内存区； 刀具补偿：分为半径补偿和刀具长度补偿； 进给速度处理：把加工轨迹切线速度分解成运动坐标方向的分速度； 插补：合成的负责运动称为插补； 数控系统基本工作过程 位置控制：理论位置与实际位置比较，控制进给电机，提高机床的定位精度； I/O处理：处理CNC装置与机床间的强电信息（如换刀、换档、冷却等）； 显示：程序显示、参数显示、图形仿真、刀具位置和报警等； 诊断：联机和脱机诊断方式。 数控系统硬件结构 CPU和总线 存储器：只读存储器（ROM）、随机存储器（RAM）、紫外线擦除只读存储器（EPROM）； 位置控制器：位置控制单元、速度控制单元； PLC：实现机床顺序控制功能，替代继电器的作用，提高可靠性和灵活性。 数控系统硬件接口 输入输出接口； 控制设备接口； 通信显示接口； 通讯与网络接口； 数控机床的伺服系统是数控机床的重要组成部分，用于实现数控机床的进给伺服控制和主轴伺服控制。进给伺服系统是数控机床的进给运动执行部分，包括位置控制单元、速度控制单元、执行电动机、测量反馈单元等部分，它接受计算机发来的各种动作命令，驱动执行电动机运动。执行电动机可以是步进电动机、电液马达、直流伺服电动机或交流伺服电动机。进给伺服系统性能的好坏将直接影响数控机床加工精度和生产效率。主轴伺服系统是数控机床主轴运动的控制部分，包括主轴控制单元、主轴电动机、测量反馈单元等部分。 数控车床的机械系统，除机床基础件以外，由下列各部分组成：1）主轴部件：包括主轴电动机和主轴传动系统；2）进给系统：包括进给执行电动机和进给传动系统；3）实现工件回转、定位的装置和附件；4）实现某些部件动作和辅助功能的系统和装置。如冷却、排屑、防护等装置；5）刀库和自动换刀装置；6）自动托盘交换装置。机床基础件通常是指床身（或底座）、立柱、横梁、滑座和工作台等，它是整台机床的基础和