数控技术与数控机床概论.ppt

第一章 概论 1.1 数控技术与装备的基本概念 1.1.1 什么是数控技术 数控技术 是数字控制（ NC ， Numerical Control ）技术的简 称，是用数字化的信息对机械运动和工作过程进行控制的技 术。 1.1.2 什么是数控装备 数控装备 是指应用数控技术对工作机械的过程进行控制的 装备，是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴 制造业渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备。 最典型的数控装备是数控机床（ Numerical Controlled Machine tools ) ? 装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个 国民经济的水平和现代化程度， 数控技术 是当 今先进制造技术和装备工业最核心的技术。 ? 数控技术及装备 是发展新兴高新技术产业和尖 端工业（如信息技术及其产业、生物技术及其 产业、航空、航天等国防工业产业）的使能技 术和最基本的装备。 1 ? 数控技术应用最早、最成功的应用行业是制造业， 最典型的代表是 数控机床 。 ? 现在数控技术的已广泛应用于国民经济各行业（如 轻工、农业、能源、交通、材料、医疗、环保、信 息、国防工业等）的 生产装备和成套技术装备 。 例如制造行业（工业机器人等）、医疗诊断治疗设备（ CT 机、γ刀治疗 机的等）、电子制造行业（键合机、光刻机的等）、轻工行业（多色印 刷机、木工机械等）都是各行业典型的数控装备。 1 ? 数字控制和装备技术综合很多技术领域： ? (1) 机械制造技术； ? (2) 信息处理、加工、传输技术； ? (3) 自动控制技术； ? (4) 伺服驱动技术； ? (5) 传感器技术； ? (6) 软件技术等。 1 1 数控车床 1 数控铣床 1 数控龙门铣床 1 数控卧式加工中心 1 五轴数控加工中心 1 五轴数控加工中心 1.1.3 数控机床的组成 图 1.3 数控机床的组成 机床 检测反馈装置 控制介质 数控装置 伺服系统 1 1 1 ）信息输入：程序、参数、数据等的输入通道。输 入设备为 穿孔纸带 、 磁带 、 磁盘 、 通讯接口由 上位机输入 ，也可以在 MDI 方式下，用 手动按键 输入 。 1 2 ）数控装置：由 CPU 、 存储器 、 总线 、 功能部件 和 相应 软件 组成的专用计算机。作用为将加工程 序译码轨迹计算（速度计算）、插补计算、补 偿计算，向各坐标的伺服驱动系统 分配速度、 位移命令 。这一部分是 数控机床的核心 。 1 ①多轴联动、多坐标控制。 ②多种函数插补：直线、圆弧、抛物线、螺旋线、样条等。 ③多种程序输入功能。 ④信息转换功能： EIA/ISO 、公制 / 英制、绝对值 / 增量值、坐标变换等。 ⑤补偿功能：刀具长度补偿、刀具半径补偿、间隙、螺距误差补偿等。 ⑥多种加工方式选择。 ⑦故障自诊断功能。 ⑧显示功能：字符、轨迹、平面图形、三维动态图形。 ⑨通讯和联网功能。 数控装置功能： 3 ） 伺服驱动装置： 接受数控装置来的指令，将信号进行调解、转 换、放大后驱动伺服电机，带动机床执行部件运动。 4 ） 检测反馈装置： 电流、速度、位置检测反馈装置。 5 ） 机床本体： 主 运动部件、进给运动部件、执行部件和基础部件。 特点： ①传动链短，结构简单。②刚度高、阻尼小、耐磨、热变形性能 好。③无级变速。④高效传动件：直线滚动导轨、滚珠丝杠螺母副等。 ⑤新结构：刀库机械手、自动主轴、动力刀架、交换工作台、高性能的 排屑冷却防护机构等等。 1 主轴电机 带制动器伺服电机 伺服电机 刀库刀具定位电机 机械手旋转定位电机 数控系统 机械本体 1 数控机床组成 主轴电机 带制动器伺服电机 伺服电机 刀库刀具定位电机 机械手旋转定位电机 数控系统 机械本体 1 数控机床组成 1.1.4 数控机床的特点： 1). 广泛的适应性和较大的灵活性； 2). 加工零件一致性好、重复精度高； 3). 高自动化高效率； 4). 只要改变程序就可改变加工件，不需要大量复杂工 装夹具； 5). 可以采用复合工艺； 6). 工艺设计会经常变化的零件； 1