数控技术教案(全)

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1、第一章绪论本章重点：1.数控机床概念2.数控机床采用的新颖机械结构3.数控机床按检测系统的分类一般了解：数控机床的组成、数控机床的优缺点、数控机床的发展趋势一、数字控制：用数字化信号对机床的运动及其加工过程进行控制的一种控制方法。数控机床：国际信息处理联盟（IFIP）第五技术委员会，对数控机床作了如下定义：一种装了程序控制系统的机床。该系统能逻辑的处理具有使用号码或其他符号编码指令规定的程序。二、数控机床的产生与发展：（一）产生：1、传统的生产方法已满足不了生产需求1)单件小批量生产——109占70%，一般用试切法，技术水平要求高，劳动强度大，精度不高，

2、无法实现自动化。如：普通车、铣、刨、磨床等1)工艺流水作业——调整法加工，生产率提高，精度提高，成本低，品种多，采用组合机床，多机床配合，环节出现问题，生产停滞。2)自动机床：用凸轮控制，适于生产简单工件，且改型困难2、社会的需求1)品种多样化2)零件精度和形状复杂程度不断提高3)生产品种的频繁换型3、技术上的可行性1)电子计算机的发明2)电子技术的发展a、现代控制理论的发展b、各种功能优越件的产生109a、大规模集成电路的出现2)新颖机械结构的出现a、滚珠丝杠—代替普通丝杠，动作更灵活，间隙更小，精度提高b、滚动导轨—代替滑动导轨，移动灵活，克服爬行和

3、前冲现象3)机床动态特性的研究成果使机床的刚度更好，主轴转速更高，抗振性提高由于生产的发展要求出现新的生产工具，而在技术上又已具备了条件，于是在1948年，美国帕森斯公司提出应用计算机控制机床加工的设想，并与麻省理工学院合作进行研制工作。1952年试制成功第一台三坐标立式数控铣床。1958年我国开始研制数控机床。(二)发展：1952——1959年，电子管制成数控机床控制系统1959——1965年，晶体管制成数控机床控制系统1091965——1970年，小规模集成电路1970——1974年，大规模集成电路1974——，微型计算机一、数控机床的组成：数字控制

4、计算机PC控制部分数字控制计算机：处理加工程序，输出各种信号，控制机床完成各种运动。PC控制部分：介于控制计算机和机械、液压部件之间的控制系统，接受计算机输出的指令信号，经过编译、逻辑判断、功率放大后，直接驱动相应的电器、液压、气动和机械部件，完成相应的动作。以上两部分加上输入输出设备、驱动装置等可以和称为——计算机数控系统（ComputerizedNumericalControlSystem）也可简称为CNC系统。目前通常所109说的数控系统，一般均指计算机数控系统。液压、气动系统：辅助装置，用来实现润滑、冷却、夹紧、转位、排屑等功能。机械部分：包括主

5、运动部件（主轴）、进给运动执行部分（工作台、拖板、床身等）伺服系统：根据CNC发来的速度和位移指令，控制执行部件的进给速度、方向、位移。一、数控机床的加工运动：主运动（控制主运动可以得到合理的切削速度）一般指主轴转速。数控机床需要无级变速，一般采用变频器控制变频电机来实现无级变速。如：XKA714采用日本安川变频器，河北变频电机。进给运动（控制进给运动可以得到不同的加工表面）用伺服电机或步进电机来控制丝杠的转动，从而带动工作台或刀具在二维、三维空间内进行移动，加工出各种曲面。二、数控机床的优缺点：109优点：1.精度高，质量稳定传动精度高（滚珠丝杠），摩

6、擦阻力小（滚动导轨），设有检测元件（矫正误差）程序自动加工，避免认为误差。2..生产率高，采用高硬度的硬质合金刀具，因而切削速度提高，可实现自动换刀，空行程速度快：15m/min~240m/min，因而缩短了辅助时间。3.功能多，一次装夹可完成多种加工，消除因重复定位而带来的误差。如：数空镗铣床、纵切机床。4.适应不同零件的自动加工，要换零件品种，只需改变程序。5.能完成复杂形面的加工，如：螺旋桨面6.减低劳动强度，有较高经济效益。缺点：1.价格昂贵，一次性投资大2.维修和操作较复杂数控机床的结构特点：1.增加机床的刚度2.注重散热和排屑1093.采用滚

7、珠丝杠和滚动导轨，或塑料贴面导轨4．采取了传动消除间隙机构，提高了传动精度一、分类：1.按工艺用途分2.按加工路线分点位控制系统：孔坐标位置精度要求高，如：钻床、镗床、冲床等.轮廓加工控制系统：刀具轨迹运动精度要求高，如铣床3.按有无检测装置分：1）开环系统—无位置检测装置2）闭环系统—检测元件装在床身和移动部件上3）半闭环系统—检测元件装在电机尾部4.按可联动坐标数分：二坐标联动——数控车床三坐标联动——数控铣床在工作台上装数控分度头，即四坐标联动，使工作台沿X轴可转动，即轴联动。二、数控机床的发展趋势：1091.先进的自检能力：提高机床的综合性能2.

8、向高速、高精度发展：分辨率可达0.01微米，进给速度可达400~800mm/mi