數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用第一章

1、數(shù)控技術(shù)(sh kn j sh)1共四十一頁數(shù)控技術(shù)(sh kn j sh)目 錄第二章 數(shù)控加工(ji gng)工藝基礎(chǔ)第三章 數(shù)控加工程序的編制第四章 數(shù)字控制原理第五章 計算機(jī)數(shù)控裝置第六章 數(shù)控機(jī)床檢測裝置 第一章 數(shù)控技術(shù)概述第七章 數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)第八章 數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)2共四十一頁第一章 數(shù)控技術(shù)(sh kn j sh)概述1.1數(shù)控機(jī)床的分類1.31.5數(shù)控加工制造技術(shù)鑒賞數(shù)控加工(ji gng)技術(shù)的基本概念 1.2數(shù)控機(jī)床的組成1.4數(shù)控機(jī)床的特點3共四十一頁數(shù)字控制（Numerical Control NC） 是一種借助數(shù)字、字符或其它符號對某一工作過程（如加工、測量(

2、cling)、裝配等）進(jìn)行可編程控制的自動化方法。電視技術(shù)雷達(dá)技術(shù)通信技術(shù)計算機(jī)、自動控制航空航天數(shù)碼相機(jī)MP4、MP51.1 數(shù)控加工(ji gng)技術(shù)的基本概念4共四十一頁 數(shù)控技術(shù)最早在機(jī)床行業(yè)中得到(d do)應(yīng)用，技術(shù)也最成熟，但它不僅僅局限于機(jī)床這個行業(yè)，在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域都得到(d do)廣泛應(yīng)用。在物料(w lio)搬運中的應(yīng)用在機(jī)器人中的應(yīng)用在汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)的基本概念5共四十一頁數(shù)控系統(tǒng)（Numerical Control System） 是一種程序控制系統(tǒng)(kn zh x tn)，它能邏輯地處理輸入到系統(tǒng)中的數(shù)控加工程序，控制數(shù)控機(jī)床運動并加工出

3、零件。計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)（Computer Numerical Control，CNC） 是以計算機(jī)為核心的數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控加工(ji gng)技術(shù)的基本概念6共四十一頁數(shù)控機(jī)床 裝備(zhungbi)了數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床。 數(shù)控機(jī)床是一個裝有數(shù)字控制系統(tǒng)的機(jī)床，該系統(tǒng)能夠處理加工程序(chngx),控制機(jī)床自動完成各種加工運動和輔助運動。數(shù)控加工數(shù)控加工技術(shù)的基本概念7共四十一頁數(shù)控機(jī)床(sh kn j chun)的組成框圖1.2 數(shù)控機(jī)床(sh kn j chun)的組成8共四十一頁 操作面板 它是操作人員與數(shù)控裝置進(jìn)行信息交流的工具。組成： 按鈕站、狀態(tài)燈、按鍵陣列(zhn li)和顯示器。它是數(shù)

4、控機(jī)床特有部件。數(shù)控機(jī)床(sh kn j chun)的組成9共四十一頁主要(zhyo)內(nèi)容液晶(yjng)顯示器MDI鍵盤功能鍵機(jī)床控制面板急停按鈕數(shù)控機(jī)床的組成10共四十一頁 控制介質(zhì)(jizh)與輸入輸出設(shè)備控制介質(zhì)：記錄零件(ln jin)加工程序的媒介。 如穿孔紙帶、磁帶、磁盤、U盤、CF卡（未來廣泛使用）數(shù)控機(jī)床的組成11共四十一頁輸入輸出設(shè)備（人機(jī)交互設(shè)備）：CNC系統(tǒng)(xtng)與外部設(shè)備進(jìn)行交互的裝置。交互的信息通常是零件加工程序。表1 控制(kngzh)介質(zhì)和輸入輸出設(shè)備表數(shù)控機(jī)床的組成12共四十一頁CNC裝置(CNC單元(dnyun) CNC裝置是CNC系統(tǒng)的核心作用：根據(jù)

5、輸入的零件加工(ji gng)程序進(jìn)行相應(yīng)的處理，然后輸出控制命令到伺服驅(qū)動裝置和PLC。數(shù)控裝置位置控制板PLC接口板通訊接口板輔助功能模塊數(shù)控機(jī)床的組成13共四十一頁伺服系統(tǒng) 數(shù)控機(jī)床(sh kn j chun)的組成1）伺服單元(dnyun)、驅(qū)動裝置和伺服電機(jī)主軸伺服單元、驅(qū)動裝置和主軸電機(jī)進(jìn)給伺服單元、驅(qū)動裝置和進(jìn)給電機(jī)14共四十一頁FANUC數(shù)控系統(tǒng)與伺服系統(tǒng)的連接(linji)作用：用是把來自數(shù)控系統(tǒng)的脈沖信號，經(jīng)功率放大和處理后，轉(zhuǎn)換成機(jī)床(jchung)執(zhí)行部件的運動，如工作臺的直線運動和主軸的旋轉(zhuǎn)運動。常用的伺服電動機(jī)：步進(jìn)電動機(jī)、直流伺服電動機(jī)、交流伺服電動機(jī)和數(shù)字伺服電

6、動機(jī)。數(shù)控機(jī)床的組成15共四十一頁伺服系統(tǒng)的主要部分(b fen)由伺服單元、驅(qū)動裝置和伺服電動機(jī)組成。驅(qū)動單元包括位置控制單元和速度控制單元。 數(shù)控系統(tǒng)位置控制單元速度控制單元伺服電動機(jī)機(jī)床測量反饋單元一般情況下，多將位置控制單元與數(shù)控系統(tǒng)做在一起，所以通常所說(su shu)的驅(qū)動單元是指速度控制單元。數(shù)控機(jī)床的組成16共四十一頁2）測量裝置(zhungzh) 位置和速度測量裝置，實現(xiàn)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的閉環(huán)控制作用：檢測速度和位移，并將信息反饋給數(shù)控裝置，構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)。保證靈敏、準(zhǔn)確地跟蹤C(jī)NC裝置指令。進(jìn)給運動指令：速度和位置控制。主軸運動指令：速度控制。數(shù)控機(jī)床(sh kn j chu

7、n)的組成17共四十一頁常用的測量部件：脈沖編碼器、旋轉(zhuǎn)(xunzhun)變壓器、感應(yīng)同步器、光柵和磁尺等。直線(zhxin)光柵圓光柵脈沖編碼器當(dāng)數(shù)控裝置輸出指令脈沖信號給伺服系統(tǒng)時，伺服系統(tǒng)就使機(jī)床上的移動部件作相應(yīng)的移動，并對定位精度（位置）和速度加以控制。伺服系統(tǒng)的性能將直接影響數(shù)控機(jī)床部件的運動精度和速度，因此是影響數(shù)控機(jī)床加工精度和加工效率的主要因素之一。 數(shù)控機(jī)床的組成18共四十一頁華中(Huzhng)世紀(jì)星系列數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動器及伺服電機(jī)數(shù)控機(jī)床(sh kn j chun)的組成19共四十一頁 FANUC 系列(xli) 150i 型數(shù)控裝置及伺服驅(qū)動器數(shù)控機(jī)床(sh kn

8、j chun)的組成20共四十一頁PLC、機(jī)床I/O電路和裝置（強(qiáng)電控制柜） PLC ：用于完成與邏輯運算有關(guān)(yugun)順序動作的I/O控制。機(jī)床I/O電路和裝置：實現(xiàn)I/O控制的執(zhí)行部件，由繼電器、電磁閥、行程開關(guān)、接觸器等組成的邏輯電路。數(shù)控機(jī)床(sh kn j chun)的組成21共四十一頁PLC的功能：接受CNC的M、S、T指令，對其進(jìn)行(jnxng)譯碼并轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的控制信號，控制輔助裝置完成機(jī)床相應(yīng)的開關(guān)動作（如主軸的起停、工作臺的交換、刀具的交換和切削液的開關(guān)等。）； 接受操作面板（按鈕站）和機(jī)床側(cè)的I/O信號（如，工件/刀具夾緊松開等），送給CNC裝置，經(jīng)其處理后，輸出指令

9、控制CNC系統(tǒng)的工作狀態(tài)和機(jī)床的動作（例如，操作模式的選擇、機(jī)床急停、限位等）。數(shù)控機(jī)床(sh kn j chun)的組成22共四十一頁機(jī)床本體(bnt) 機(jī)床：數(shù)控機(jī)床的主體，是實現(xiàn)制造加工的執(zhí)行部件。數(shù)控機(jī)床(sh kn j chun)的組成23共四十一頁 數(shù)控機(jī)床(sh kn j chun)最基本的分類方法是按工藝用途分類。 1.按工藝用途分 2.按控制運動的軌跡分 3.按伺服驅(qū)動系統(tǒng)的控制方式分1.3 數(shù)控機(jī)床(sh kn j chun)的分類24共四十一頁數(shù)控三坐標(biāo)(zubio)測量儀數(shù)控對刀儀數(shù)控繪圖儀金屬(jnsh)切削類數(shù)控機(jī)床金屬成型類數(shù)控機(jī)床特種加工類數(shù)控機(jī)床其他類型數(shù)控機(jī)

10、床一、按工藝用途分類數(shù)控彎管機(jī)數(shù)控板料擇彎機(jī)數(shù)控壓力機(jī)數(shù)控電火花數(shù)控線切割機(jī)床數(shù)控激光切割機(jī)床普通數(shù)控機(jī)床數(shù)控加工中心數(shù)控機(jī)床的分類25共四十一頁1、金屬切削(qixio)類數(shù)控機(jī)床五軸加工(ji gng)中心臥式數(shù)控銑床數(shù)控機(jī)床的分類26共四十一頁2、金屬成型(chngxng)類數(shù)控機(jī)床數(shù)控彎管機(jī)數(shù)控壓力機(jī)數(shù)控機(jī)床(sh kn j chun)的分類27共四十一頁 慢走絲線切割技術(shù)加工(ji gng)精度可達(dá)到1.5m， 加工表面粗糙度Ra0.10.2m。3、特種加工(ji gng)類數(shù)控機(jī)床激光切割機(jī)床數(shù)控機(jī)床的分類28共四十一頁4、其他(qt)類型數(shù)控機(jī)床三坐標(biāo)(zubio)數(shù)控測量儀數(shù)控

11、機(jī)床的分類29共四十一頁二、 按控制運動的軌跡(guj)分類數(shù)控機(jī)床(sh kn j chun)的分類30共四十一頁主要(zhyo)內(nèi)容1、點位控制(kngzh) (Point to Point Control Systems) 特點：僅實現(xiàn)刀具相對于工件從一點到另一點的精確定位運動；對點與點之間運動軌跡不作控制要求；運動過程中不進(jìn)行任何加工。一般先快速移動，然后慢速趨近定位點適用范圍：數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、數(shù)控沖床和數(shù)控測量機(jī)。數(shù)控機(jī)床的分類31共四十一頁主要(zhyo)內(nèi)容要求控制點到點的精確定位；要求機(jī)床工作臺或刀具（刀架）以給定的進(jìn)給速度和軌跡運動；運動路線沿平行于坐標(biāo)軸的方向或與坐標(biāo)軸

12、成45角的方向進(jìn)行直線移動(ydng)和切削加工。適用范圍：數(shù)控鏜銑床、數(shù)控組合機(jī)床等。一般只能加工矩形、臺階形零件數(shù)控機(jī)床的分類2、直線控制（平行控制）：(Line Control Systems)特點：32共四十一頁主要(zhyo)內(nèi)容3、輪廓(lnku)控制 (Contouring Control Systems) 適用范圍：數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心等用于加工曲線和曲面的機(jī)床。特點： 對多個坐標(biāo)軸的位移和速度同時進(jìn)行控制，使之協(xié)調(diào)運動(坐標(biāo)聯(lián)動)；數(shù)控機(jī)床的分類33共四十一頁主要(zhyo)內(nèi)容1、開環(huán)控制(kngzh) (Open-Loop Servo-Drive)三、按伺服驅(qū)動系

13、統(tǒng)的控制方式分類 定義：不具有位移檢測與反饋缺點：精度低優(yōu)點：簡單、穩(wěn)定、成本低適合：精度不高的中小型數(shù)控機(jī)床進(jìn)給脈沖步進(jìn)電機(jī)環(huán)形分配器功率放大器齒輪箱工作臺數(shù)控機(jī)床的分類34共四十一頁2、半閉環(huán)控制(Half-Closed-Loop Servo-Drive)速度(sd)控制電路(dinl)工作臺伺服電機(jī)位置比較電路指令脈沖速度反饋位置反饋檢測元件定義：檢測元件位于運動執(zhí)行件前（電機(jī)、絲杠 ）特點：精度較高 、穩(wěn)定性較好 、 價格較低、應(yīng)用相當(dāng)普遍數(shù)控機(jī)床的分類35共四十一頁主要(zhyo)內(nèi)容3、閉環(huán)控制(Closed-Loop Servo-Drive )位置反饋速度控制電路工作臺伺服電機(jī)位

14、置比較電路指令脈沖速度反饋 定義：有位移檢測與反饋，檢測元件(yunjin)裝在運動執(zhí)行件上。優(yōu)點：補(bǔ)償誤差精度高。缺點：參數(shù)匹配不當(dāng)引起系統(tǒng)振蕩，穩(wěn)定性差、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維護(hù)難。適合： 大型、精密數(shù)控機(jī)床。 數(shù)控機(jī)床的分類36共四十一頁1.4 數(shù)控加工(ji gng)技術(shù)的特點 數(shù)控加工(ji gng)與傳統(tǒng)加工(ji gng)的比較：優(yōu)點：精度高： 質(zhì)量穩(wěn)定, =0.010.001mm復(fù)雜型面: 多坐標(biāo)聯(lián)動加工生產(chǎn)效率高: 提高2-3倍一機(jī)多用: 車鉆銑復(fù)合加工中心現(xiàn)代化管理: 生產(chǎn)自動化37共四十一頁數(shù)控加工技術(shù)(jsh)的特點缺點(qudin)：成本高 ，投資大技術(shù)高新 ，對工作人員的技術(shù)水平要求比較高在加工中難調(diào)整38共四十一頁1.5 數(shù)控加工制造(zhzo)技術(shù)鑒賞德國奧格斯堡飛機(jī)(fij)制造廠葉片零件的五軸聯(lián)動加工雙主軸數(shù)控車削加工復(fù)雜零件加工直接驅(qū)動回轉(zhuǎn)工作臺加工 39共四十一頁數(shù) 控 系 統(tǒng)數(shù)控加工過程40共四十一頁內(nèi)容摘要數(shù)控技術(shù)。第三章 數(shù)控加工程序的編制。第八章 數(shù)控機(jī)床(sh kn j chun)的機(jī)械結(jié)構(gòu)。數(shù)控系統(tǒng)（Numerical Control System）。計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)（Computer Numerical