数控编程课件PPT第01章

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击鼠标左键换页,第1,章,章,数,数,控,控机,床,床基,本,本知,识,识,1.1,数,数,控,控机,床,床的,产,产生,与,与发,展,展,1.2,数,数,控,控机,床,床的,组,组成,结,结构,及,及工,作,作原,理,理,1.3,数,数,控,控机,床,床的,分,分类,1.1,数,数,控,控机,床,床的,产,产生,与,与发,展,展,随着,社,社会,生,生产,和,和科,学,学技,术,术的,不,不断,进,进步,，,，各,类,类工,业,业新,产,产品,层,层出,不,不穷,。,。机,械,械制,造,造产,业,业作,为,为国,民,民工,业,业的,基,基础,，,，其,产,产品,更,更是,日,日趋,精,精密,复,复杂,，,，特,别,别是,在,在宇,航,航、,航,航海,、,、军,事,事等,领,领域,所,所需,的,的机,械,械零,件,件，,精,精度,要,要求,更,更高,，,，形,状,状更,为,为复,杂,杂且,往,往往,批,批量,较,较小,，,，加,工,工这,类,类产,品,品需,要,要经,常,常改,装,装或,调,调整,设,设备,，,，,普通,机,机床,或,或专,业,业化,程,程度,高,高的,自,自动,化,化机,床,床显,然,然无,法,法适,应,应这,些,些要,求,求。,同,同时,，,，随,着,着市,场,场竞,争,争的,日,日益,加,加剧,，,，企,业,业生,产,产也,迫,迫切,需,需要,进,进一,步,步提,高,高其,生,生产,效,效率,，,，提,高,高产,品,品质,量,量及,降,降低,生,生产,成,成本,。,。,一种,新,新型,的,的生,产,产设,备,备,数,控,控机,床,床就,应,应运,而,而生,了,了,。,。,1.1.1,数,数,控,控机,床,床的,产,产生,帕森,斯,斯公,司,司正,式,式接,受,受委,托,托，,与,与麻,省,省理,工,工学,院,院伺,服,服机,构,构实,验,验室,（,（ServoMechanismLaboratoryoftheMassachusettsInstituteofTechnology,）,）合,作,作，,于,于1952年,试,试制,成,成功,世,世界,上,上第,一,一台,数,数控,机,机床,试,试验,性,性样,机,机。1959年,，,，美,国,国克,耐,耐,杜,杜列,克,克公,司,司（Keaney&Trecker,）,）首,次,次成,功,功开,发,发了,加,加工,中,中心,（,（MachiningCenter）,。,。,1.1.2,数,数,控,控机,床,床的,发,发展,简,简况,第1,代,代数,控,控机,床,床：1952,年,年1959,年,年采,用,用电,子,子管,元,元件,构,构成,的,的专,用,用数,控,控装,置,置（NC,）,）。,第2,代,代数,控,控机,床,床：,从,从1959年,开,开始,采,采用,晶,晶体,管,管电,路,路的NC,系,系统,。,。,第3,代,代数,控,控机,床,床：,从,从1965年,开,开始,采,采用,小,小、,中,中规,模,模集,成,成电,路,路的NC,系,系统,。,。,第4,代,代数,控,控机,床,床：,从,从1970年,开,开始,采,采用,大,大规,模,模集,成,成电,路,路的,小,小型,通,通用,电,电子,计,计算,机,机控,制,制的,系,系统,（,（CNC,）,）。,第5,代,代数,控,控机,床,床：,从,从1974年,开,开始,采,采用,微,微型,计,计算,机,机控,制,制的,系,系统,（,（MNC,）,）。,1,计,计算,机,机直,接,接数,控,控系,统,统,所谓,计,计算,机,机直,接,接数,控,控（DirectNumericalControl,，,，DNC,）,）系,统,统，,即,即使,用,用一,台,台计,算,算机,为,为数,台,台数,控,控机,床,床进,行,行自,动,动编,程,程，,编,编程,结,结果,直,直接,通,通过,数,数据,线,线输,送,送到,各,各台,数,数控,机,机床,的,的控,制,制箱,。,。,2,柔,柔性,制,制造,系,系统,柔性,制,制造,系,系统,（,（FlexibleManufacturingSystem,，,，FMS,）,）也,叫,叫做,计,计算,机,机群,控,控自,动,动线,，,，它,是,是将,一,一群,数,数控,机,机床,用,用自,动,动传,送,送系,统,统连,接,接起,来,来，,并,并置,于,于一,台,台计,算,算机,的,的统,一,一控,制,制之,下,下，,形,形成,一,一个,用,用于,制,制造,的,的整,体,体。,3,计,计算,机,机集,成,成制,造,造系,统,统,计算,机,机集,成,成制,造,造系,统,统（Computer-IntegratedManufacturingSystem,，,，CIMS）,，,，是,指,指用,最,最先,进,进的,计,计算,机,机技,术,术，,控,控制,从,从定,货,货、,设,设计,、,、工,艺,艺、,制,制造,到,到销,售,售的,全,全过,程,程，,以,以实,现,现信,息,息系,统,统一,体,体化,的,的高,效,效率,的,的柔,性,性集,成,成制,造,造系,统,统。,1.1.3,我,我,国,国数,控,控机,床,床发,展,展概,况,况,1958,年,年开,始,始并,试,试制,成,成功,第,第一,台,台电,子,子管,数,数控,机,机床,。,。1965年,开,开始,研,研制,晶,晶体,管,管数,控,控系,统,统，,直,直到20,世,世纪60,年,年代,末,末至70,年,年代,初,初成,功,功。,从,从20世,纪,纪80年,代,代开,始,始，,先,先后,从,从日,本,本、,美,美国,、,、德,国,国等,国,国家,引,引进,先,先进,的,的数,控,控技,术,术。,如,如北,京,京机,床,床研,究,究所,从,从日,本,本FANUC,公,公司,引,引进FANUC3,、,、FANUC5、FANUC6,、,、FANUC7系,列,列产,品,品的,制,制造,技,技术,；,；上,海,海机,床,床研,究,究所,引,引进,美,美国GE,公,公司,的,的MTC-1,数,数控,系,系统,等,等。,1.1.4,数,数,控,控机,床,床的,发,发展,趋,趋势,从数控机,床,床技术水,平,平看，高,精,精度、高,速,速度、高,柔,柔性、多,功,功能和高,自,自动化是,数,数控机床,的,的重要发,展,展趋势。,数控系统,都,都采用了16位和32位微,处,处理器，,标,标准总线,及,及软件模,块,块和硬件,模,模块结构,，,，内存容,量,量扩大到1MB以,上,上，机床,分,分辨率可,达,达0.1,m，高速,进,进给可达100m/min,，,，控制轴,数,数可达16个。,1.2,数,数控机,床,床的组成,结,结构及工,作,作原理,1.2.1 数,控,控机床的,组,组成,1控制,介,介质,数控机床,工,工作时，,不,不需要操,作,作工人直,接,接操纵机,床,床，但机,床,床又必须,执,执行人的,意,意图，这,就,就需要在,人,人与机床,之,之间建立,某,某种联系,，,，这种联,系,系的中间,媒,媒介物即,称,称为控制,介,介质。,2数控,系,系统,数控装置,是,是一种控,制,制系统，,是,是数控机,床,床的中心,环,环节。它,能,能自动阅,读,读输入载,体,体上事先,给,给定的数,字,字，并将,其,其译码，,从,从而使机,床,床进给并,加,加工零件,，,，数控系,统,统通常由,输,输入装置,、,、控制器,、,、运算器,和,和输出装,置,置4大部,分,分组成,。,。,3伺服,系,系统,伺服系统,由,由伺服驱,动,动电动机,和,和伺服驱,动,动装置组,成,成，它是,数,数控系统,的,的执行部,分,分。伺服,系,系统接受,数,数控系统,的,的指令信,息,息，并按,照,照指令信,息,息的要求,带,带动机床,的,的移动部,件,件运动或,使,使执行部,分,分动作，,以,以加工出,符,符合要求,的,的工件。,每,每一个脉,冲,冲使机床,移,移动部件,产,产生的位,移,移量叫做,脉,脉冲当量,。,。目前所,使,使用的数,控,控系统脉,冲,冲当量通,常,常为0.001mm/脉冲,。,。,4辅助,控,控制系统,辅助控制,系,系统是介,于,于数控装,置,置和机床,机,机械、液,压,压部件之,间,间的强电,控,控制装置,。,。,5机床,本,本体,机床本体,是,是数控机,床,床的主体,，,，由机床,的,的基础大,件,件（如床,身,身、底座,）,）和各运,动,动部件（,如,如工作台,、,、床鞍、,主,主轴等）,所,所组成。,1.2.2 数,控,控机床的,关,关键结构,部,部件,1伺服,系,系统驱动,电,电机,（1）步,进,进电动机,步进电动,机,机通常用,于,于开环伺,服,服系统机,床,床。,（2）直,流,流伺服电,动,动机,小惯,量,量直流电,动,动机,宽调,速,速直流电,动,动机,无刷,直,直流电动,机,机,（3）交,流,流伺服电,动,动机,近年来新,型,型功率开,关,关器件、,专,专用集成,电,电路和新,的,的控制算,法,法等的发,展,展带动了,交,交流驱动,电,电源的发,展,展，使其,调,调速性能,更,更能适应,数,数控机床,伺,伺服系统,的,的要求。,交,交流速度,控,控制系统,正,正逐步取,代,代直流速,度,度控制系,统,统。,2位置,检,检测装置,检测装置,是,是把位移,和,和速度测,量,量信号作,为,为反馈信,号,号，并将,反,反馈信号,转,转换成数,字,字送回计,算,算机，和,脉,脉冲指令,信,信号相比,较,较，以控,制,制驱动元,件,件正确运,转,转。,（1）感,应,应同步器,感应同步,器,器是一种,电,电磁式的,高,高精度位,移,移检测元,件,件，按其,结,结构方式,的,的不同可,分,分为直线,式,式和旋转,式,式两种，,前,前者用于,长,长度测量,，,，后者用,于,于角度测,量,量。,感应同步,器,器的特点,是,是：精度,高,高，工作,可,可靠，抗,干,干扰性强,，,，维护简,单,单，寿命,长,长，可测,量,量长距离,位,位置，成,本,本低，易,于,于批量生,产,产。,（2）光,栅,栅,光栅就是,在,在一块长,条,条形的光,学,学玻璃上,均,均匀地刻,划,划很多条,与,与运动方,向,向垂直的,条,条纹，条,纹,纹之间的,距,距离成为,栅,栅距。,光栅测量,装,装置是一,种,种非接触,式,式测量，,利,利用光路,减,减少了机,械,械误差，,具,具有精度,高,高，响应,速,速度快等,特,特点，因,此,此是数控,机,机床和数,显,显系统常,用,用的检测,元,元件。,（3）磁,栅,栅,磁栅是用,电,电磁的方,法,法计算磁,波,波数目的,一,一种位置,检,检测元件,，,，磁栅测,量,量装置由,磁,磁性标尺,、,、读取磁,头,头和检测,电,电路组成,。,。,磁栅位置,检,检测电路,的,的特点是,：,：容易制,造,造，检测,精,精度高（,能,能达到每,米,米3,m），安,装,装使用方,便,便，对环,境,境条件要,求,求较低，,若,若磁性标,尺,尺膨胀系,数,数与机床,一,一致，可,在,在一般车,间,间使用。,由,由于磁头,与,与磁栅为,有,有接触的,相,相对运动,，,，因而有,磨,磨损，使,用,用寿命受,到,到一定的,限,限制。一,般,般使用寿,命,命可达到5年，涂,上,上保护膜,后,后寿命则,可,可进一步,延,延长。,（4）旋,转,转变压器,旋转变压,器,器是一种,角,角位移检,测,测元件，,由,由定子和,转,转子组成,，,，分为有,刷,刷和无刷,两,两种形式,。,。有刷旋,转,转变压器,定,定子和转,子,子均为两,相,相交流分,布,布绕组。,数控机床,检,检测装置,主,主要使用,无,无刷旋转,变,变压器，,因,因为无刷,旋,旋转变压,器,器具有可,靠,靠性高、,寿,寿命长、,体,体积小、,不,不用维修,以,以及输出,信,信号大、,抗,抗干扰能,力,力强等优,