机械数控机床基础知识-数控机床参考资料工程课件

数控机床基础知识数控机床基础知识数控机床概论数控机床的发展史数控机床的分类数控机床组成及其原理一 数控机床概论1.什么是数控机床？数控机床即“数字程序控制机床”，是用数字和字母形式来表达工件的形状和尺寸等技术要求及加工工艺要求，经过数控装置运算，用数字代码信息(程序指令)控制刀具按给定的工作程序、运动速度和轨迹进行自动加工的机床。早期NC机床现在CNC机床二 数控机床发展史1、数控机床的起源 1949年，美国麻省理工学院开始研究数控机床 1952年，第一台数控机床开始生产 1957年，第一台数控机床正式投入使用注：中国于1958年研制出第一台数控机床2、数控机床的兴起 70年代，出现了大规模集成电路和小型计算机，机 床进入发展阶段。80年代，数控系统微处理器运算速度快速提高，功 能不断完善，机床进去应用阶段。90年代，数控机床得到了普遍应用，数控机床技术 有了进一步发展，机床进入成熟阶段。1.按照工业用途分类（1）数控车床三 数控机床的分类（2）数控铣床/加工中心（3）数控钻床（4）数控磨床（6）数控线切割（7）数控电火花等（1）点位控制系统（Positioning Control）只控制刀具从一点到另一点的位置，而不控制移动轨迹，在移动过程中刀具不进行切削加工。刀具的三种路径 （1）（2）（3）2.按运动方式分类（2）直线控制系统（Straight-line Control）是控制刀具或机床工作台以给定的速度，沿平行于某一坐标轴方向，由一个位置到另一个位置的精确移动，并且在移动过程中进行直线切削加工。（3）轮廓控制系统（Contour Control）是对两个或两个以上的坐标轴同时进行连续控制，并能对机床移动部件的位移和速度进行严格的控制，即要控制加工的轨迹，加工出要求的轮廓。其运动轨迹是任意斜率的直线、圆弧、螺旋线等。（1）开环控制系统说明说明：开环控制系统是没有位置反馈装置的数控系统，系 统无法得知机床的实际运动轨迹与位置。优点：价格便宜，动态性能好缺点：无位置反馈，精度差3.按照伺服系统控制分类（2）半闭环控制系统优点：稳定性好，成本低，维修方便缺点：相对闭环系统精度差说明说明：半闭环控制系统不是直接检测工作台的位移量，而是采用转动角位移检测元件，测出丝杠转角，推算出工作台的实际位置 （3）闭环控制系统优点：控制精度高缺点：调式复杂、维修困难、价格高说明说明：闭环控制系统将机床的实际位置信息传递给数控系统，四 数控机床的组成及工作原理1、数控机床的组成 （1）数控装置（数控机床的核心，进行数据的处理）（2）伺服装置 （数控机床的执行部件）（3）机床主体（是加工运动的实际机械部件）（4）检测装置（用来直接或间接测量位置的）2、工作原理图纸存储介质数控装置输入输出CNC装置伺服驱动装置伺服系统执行机构机床主体检测装置数控系统概述目前常见的数控系统数控系统的组成现代数控系统的特点与发展一 数控系统的概述1、什么是数控系统：即用数字控制技术实现的自动控制系统早期电子管式系统现在微机式系统二 目前常见的数控系统1、华中系统2、广数系统国产3、凯恩帝系统国外1、发那科系统2、西门子4、海德汉系统3、三菱三 数控系统的组成1、数控系统由输入/输出装置、数控装置、逻辑控制装备、驱动装置、组成。输入/输出装置2、组成图：数控装置可编程控制驱动装置磁盘驱动器显示器、通信接口等CNC系统核心PLC进给驱动主轴驱动例如：FANUC 0i TD/MD 系统组成四、现代数控系统发展1、智能化l自动编程、刀具补偿、工艺参数自动生成、运动参数补偿l人机界面、故障诊断分析、自动优化、自适应控制2、开放式l数控系统的开发可以在同一平台上运行通过增加或裁 剪数控功能，形成系列化l能够快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统3、网络化l满足生产型、制造管理、对信息集成的需求一、PLC(PMC)的定义PLC:(programmable logic controller)可编程控制器注：PLC和PMC只是名称上不同、其本质一致，PMC:(programmable machine controller)可编程机床控制器PMC梯形图二、PMC的作用 作用作用：机床的开机、停机；主轴的起动、停止；加工的 开始、结束、中停；润滑、冷却的开、关；工件 的装、卸控制；找刀、换刀；工作台交换；辅机 的起、停等这些机床动作，都是由PLC来逻辑控制的三、PMC控制框图及工作原理机床输入至PMC信号信号PMC 输出至CNC 的信号CNC 输出至PMC信号PMC 输出至机床信号