教学数控机床概述.ppt

数控机床编程与操作;课程标准;课程标准;课程标准;课程标准;课程标准;课程标准;知识目标;课程标准;第一章数控机床概述;1.1数控机床的产生与开展;普通机床或专业化程度高的自动化机床显然无法适应这些要求。同时，随着市场竞争的日益加剧，企业生产也迫切需要进一步提高其生产效率，提高产品质量及降低生产本钱。

一种新型的生产设备——数控机床就应运而生了。;数控机床的定义;1.1.1数控机床的产生

帕森斯公司正式接受委托，与麻省理工学院伺服机构实验室〔ServoMechanismLaboratoryoftheMassachusettsInstituteofTechnology〕合作，于1952年试制成功世界上第一台数控机床试验性样机。1959年，美国克耐·杜列克公司〔KeaneyTrecker〕首次成功开发了加工中心〔MachiningCenter〕。;1.1.2数控机床的开展简况

第1代数控机床：1952年～1959年采用电子管元件构成的专用数控装置〔NC〕。

第2代数控机床：从1959年开始采用晶体管电路的NC系统。

第3代数控机床：从1965年开始采用小、中规模集成电路的NC系统。;第4代数控机床：从1970年开始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代数控机床：从1974年开始采用微型计算机控制的系统〔MNC〕。;1．计算机直接数控系统

所谓计算机直接数控〔DirectNumericalControl，DNC〕系统，即使用一台计算机为数台数控机床进行自动编程，编程结果直接通过数据线输送到各台数控机床的控制箱。;2．柔性制造系统

柔性制造系统〔FlexibleManufacturingSystem，FMS〕也叫做计算机群控自动线，它是将一群数控机床用自动传送系统连接起来，并置于一台计算机的统一控制之下，形成一个用于制造的整体。;;;1.1.4数控机床的开展趋势;1.加工高速化、高精度化

1〕加工高速化

高速CPU芯片

主轴高速化，采用电主轴

采用全数字交流伺服

机床动、静态性能的改善;在分辨率为1μm时，快进速度达 240m/min，可获得复杂型面的精确加工

加速度达2g

主轴转速已达200,000rpm

换刀速度少于1s;;;;加工参数的智能优化：将零件加工的一般规律、特殊工艺经验，用现代智能方法，构造基于专家系统或基于模型的“加工参数的智能优化与选择〞，获得优化的加工参数，提高编程效率和加工工艺水平，缩短生产准备时间。使加工系统始终处于较合理和较经济的工作状态。

智能化交流伺服驱动装置：自动识别负载、自动调整控制参数，包括智能主轴和智能化进给伺服装置，使驱动系统获得最正确运行。;;3.加工网络化

数控系统网络化是先进制造模式的要求，数控机床作为网络中的一个节点，有助于解决自动化孤岛问题。

支持网络通讯协议，既满足单机DNC需要，又能满足FMC、FMS、CIMS、敏捷制造对基层设备集成要求。

网络资源共享。

数控机床的远程〔网络〕控制。

数控机床故障的远程〔网络〕诊断。

数控机床的远程〔网络〕培训与教学〔网络数控〕;;;由于传统数控系统的局限性，为满足现代化生产的要求，数控系统需要具有：

开放性：可重构性、可维护性、允许用户进行二次开发

模块化：具有平台无关性

接口协议：可传递性、可移植性

可进化性：智能化

语言统一化：中性语言NML：FADL、OSEL

;;3〕开放式数控系统

〔1〕开放式数控装置的概念结构;;〔3〕开放式数控研究状况

美国在20世纪90年代初提出了开发下一代控制器的方案NGC(NextGenerationController)，以后又提出了OMAC〔OpenModularArchitectureControl〕方案，重点开发以PC为平台的开放式模块化控制器。

欧洲也在20世纪90年代初开始OSACA(OpenSystemArchitectureforControlswithinAutomationsystem)方案，目标是研制出开放式控制系统的体系结构。;;基于PC的开放式数控系统根本有3种结构形式：

ＰＣ嵌入ＣＮＣ型

CNC嵌入ＰＣ型

全软件CNC型;;传统机床根本上都遵循笛卡尔直角坐标系的运动原理被设计制造出来，其结构为串联结构，存在悬臂部件，承受很大弯矩和扭矩，不容易获得高的结构刚度。另外，传统机床组成环节多、结构复杂，形成误差迭加，限制了加工精度和速度的提高。;2〕我国自主研发的并联机床样机;1.1.4数控机床的开展趋势;3〕并联机床的优、缺点及开展热点：

优点：

进给速度快；精度高；刚性好；

加速度高；安装、