《数控机床基本概念学习教案.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数控机床基本概念学习教案.pptx（20页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、会计学1数控机床数控机床(sh kn j chun)基本概念基本概念第一页，共20页。下页下页上页上页返回返回|数控技术的基本概念数控技术的基本概念|数控技术、数控系统与数控机床数控技术、数控系统与数控机床|数控技术，简称数控（数控技术，简称数控（Numerical ControlNC）是利用数字化信息对机械运动及）是利用数字化信息对机械运动及加工过程进行控制的一种方法。由于现代数控都加工过程进行控制的一种方法。由于现代数控都采用了计算机进行控制，因此，也可以称为计算采用了计算机进行控制，因此，也可以称为计算机数控（机数控（Computerized Numerical ControlCNC）。
2、）。|为了对机械运动及加工过程进行数字化信息为了对机械运动及加工过程进行数字化信息控制，必须具备相应的硬件和软件控制，必须具备相应的硬件和软件(run jin)。用来实现数字化信息控制的硬件和软件用来实现数字化信息控制的硬件和软件(run jin)的整体称为数控系统（的整体称为数控系统（Numerical Control System），数控系统的核心是数控装置），数控系统的核心是数控装置（Numerical Controller）。）。图库图库数控机床数控机床数控机床数控机床(sh kn(sh kn j chun j chun)的基本概念的基本概念的基本概念的基本概念第1页/共20页第二页，
3、共20页。1.1 1.1 概述概述概述概述(i sh)i sh)由于数控系统、数控装置的英文缩写亦采用由于数控系统、数控装置的英文缩写亦采用由于数控系统、数控装置的英文缩写亦采用由于数控系统、数控装置的英文缩写亦采用NCNC（或（或（或（或CNCCNC），因此，在实际），因此，在实际），因此，在实际），因此，在实际(shj)(shj)应用中，在应用中，在应用中，在应用中，在不同场合不同场合不同场合不同场合NCNC（或（或（或（或CNCCNC）具有三种不同含义，即：）具有三种不同含义，即：）具有三种不同含义，即：）具有三种不同含义，即：既可以在广义上代表一种控制技术，又可以在狭义既可以在广义上代
4、表一种控制技术，又可以在狭义既可以在广义上代表一种控制技术，又可以在狭义既可以在广义上代表一种控制技术，又可以在狭义上代表一种控制系统的实体，此外还可以代表一种上代表一种控制系统的实体，此外还可以代表一种上代表一种控制系统的实体，此外还可以代表一种上代表一种控制系统的实体，此外还可以代表一种具体的控制装置具体的控制装置具体的控制装置具体的控制装置数控装置。数控装置。数控装置。数控装置。数控系统和计算机技术的发展始终保持同步，至数控系统和计算机技术的发展始终保持同步，至数控系统和计算机技术的发展始终保持同步，至数控系统和计算机技术的发展始终保持同步，至今已经历了从电子管、晶体管、集成电路、计算机
5、今已经历了从电子管、晶体管、集成电路、计算机今已经历了从电子管、晶体管、集成电路、计算机今已经历了从电子管、晶体管、集成电路、计算机到微处理机的演变，系统功能的日益增强，应用领到微处理机的演变，系统功能的日益增强，应用领到微处理机的演变，系统功能的日益增强，应用领到微处理机的演变，系统功能的日益增强，应用领域的日益扩大，发展异常迅速，更新换代十分频繁。域的日益扩大，发展异常迅速，更新换代十分频繁。域的日益扩大，发展异常迅速，更新换代十分频繁。域的日益扩大，发展异常迅速，更新换代十分频繁。下页下页上页上页返回返回图库图库第2页/共20页第三页，共20页。1.1 1.1 概述概述概述概述(i sh
6、)i sh)SV ：伺服驱动（：伺服驱动（Servo Drive,简称伺服）的常用英文简称伺服）的常用英文缩写。按日本缩写。按日本JIS标准规定的术语，它是标准规定的术语，它是“以物体以物体的位置、方向、状态等作为空置量，追踪目标值的的位置、方向、状态等作为空置量，追踪目标值的任意变化的控制机构任意变化的控制机构”。简言之，它是一种能够自。简言之，它是一种能够自动跟随目标位置等物理量的控制装置。动跟随目标位置等物理量的控制装置。在数控机床上，伺服驱动的作用主要有两个在数控机床上，伺服驱动的作用主要有两个方面：一是按照方面：一是按照(nzho)数控装置给定的速度运行；数控装置给定的速度运行；二是
7、按照二是按照(nzho)数控装置给定的位置定位。因此，数控装置给定的位置定位。因此，伺服驱动的精度和动态响应性能是影响数控机床的伺服驱动的精度和动态响应性能是影响数控机床的加工进度、表面质量和生产率的重要因素之一。加工进度、表面质量和生产率的重要因素之一。下页下页上页上页返回返回图库图库第3页/共20页第四页，共20页。1.1 概述概述(i sh)PC ：可编程序控制器（：可编程序控制器（Programmable Controller）的英文缩写。随着个人计算机的日益普及，为了避的英文缩写。随着个人计算机的日益普及，为了避免和个人计算机（亦称：免和个人计算机（亦称：PC机）混淆，现在一般机）混
8、淆，现在一般都将可编程序控制器称为可编程序逻辑都将可编程序控制器称为可编程序逻辑(lu j)控控制器（制器（Programmable Logic Controller-PLC）或可编程序机床控制器（）或可编程序机床控制器（Programmable Machine Controller-PMC）。因此，在数控机）。因此，在数控机床上，床上，PC、PLC、PMC具有完全相同的含义。具有完全相同的含义。下页下页上页上页返回返回图库图库第4页/共20页第五页，共20页。1.1 概述概述(i sh)采用数控技术进行控制的机床，称为数控机床（采用数控技术进行控制的机床，称为数控机床（采用数控技术进行控制的
9、机床，称为数控机床（采用数控技术进行控制的机床，称为数控机床（NCNC机床）。它是一种综合应用了计算机技术、自动控制机床）。它是一种综合应用了计算机技术、自动控制机床）。它是一种综合应用了计算机技术、自动控制机床）。它是一种综合应用了计算机技术、自动控制技术、精密测量技术和机床设计等先进技术的典型机技术、精密测量技术和机床设计等先进技术的典型机技术、精密测量技术和机床设计等先进技术的典型机技术、精密测量技术和机床设计等先进技术的典型机电一体化产品，是现代制造电一体化产品，是现代制造电一体化产品，是现代制造电一体化产品，是现代制造(zhzo)(zhzo)技术的基础。机技术的基础。机技术的基础。机
10、技术的基础。机床控制也是数控技术应用最早、最广泛的领域，数控床控制也是数控技术应用最早、最广泛的领域，数控床控制也是数控技术应用最早、最广泛的领域，数控床控制也是数控技术应用最早、最广泛的领域，数控机床的水平代表了当前的数控技术的性能、水平和发机床的水平代表了当前的数控技术的性能、水平和发机床的水平代表了当前的数控技术的性能、水平和发机床的水平代表了当前的数控技术的性能、水平和发展方向，因此，本书将以数控机床为主线，介绍数控展方向，因此，本书将以数控机床为主线，介绍数控展方向，因此，本书将以数控机床为主线，介绍数控展方向，因此，本书将以数控机床为主线，介绍数控技术的有关内容。技术的有关内容。技
11、术的有关内容。技术的有关内容。下页下页上页上页返回返回图库图库第5页/共20页第六页，共20页。1.1 概述概述(i sh)|NC机床、加工中心、机床、加工中心、FMC、FMS与与CIMS|数控机床种类繁数控机床种类繁多，有钻铣镗类、车削多，有钻铣镗类、车削类、磨削类、电加工类类、磨削类、电加工类（原理）、锻压类、激（原理）、锻压类、激光加工类和其他光加工类和其他(qt)特殊用途的专用数控机特殊用途的专用数控机床等等，凡是采用了数床等等，凡是采用了数控技术进行控制的机床控技术进行控制的机床统称统称NC机床。机床。|下页下页上页上页返回返回图库图库第6页/共20页第七页，共20页。1.1 概述概
12、述(i sh)带带带带有有有有自自自自动动动动刀刀刀刀具具具具交交交交换换换换装装装装置置置置（Automatic Automatic Tool Tool ChangerATCChangerATC）的的的的数数数数控控控控机机机机床床床床（带带带带有有有有回回回回转转转转刀刀刀刀架架架架的的的的数数数数控控控控车车车车床床床床除除除除外外外外）称称称称为为为为加加加加工工工工中中中中心心心心（Machine Machine CenterMCCenterMC）。它它它它通通通通过过过过刀刀刀刀具具具具的的的的自自自自动动动动交交交交换换换换，可可可可以以以以一一一一次次次次装装装装夹夹夹夹完完完
13、完成成成成多多多多工工工工序序序序的的的的加加加加工工工工，实实实实现现现现了了了了工工工工序序序序的的的的集集集集中中中中和和和和工工工工艺艺艺艺的的的的复复复复合合合合，从从从从而而而而缩缩缩缩短短短短了了了了辅辅辅辅助助助助加加加加工工工工时时时时间间间间(shjin)(shjin)，提提提提高高高高了了了了机机机机床床床床的的的的效效效效率率率率，减减减减少少少少了了了了零零零零件件件件的的的的安安安安装装装装、安安安安装装装装次次次次数数数数，提提提提高高高高了了了了加加加加工工工工精精精精度度度度。加加加加工工工工中中中中心心心心是是是是目前数控机床中产量最大、应用最广的数控机床。
14、目前数控机床中产量最大、应用最广的数控机床。目前数控机床中产量最大、应用最广的数控机床。目前数控机床中产量最大、应用最广的数控机床。下页下页上页上页返返回回图库图库第7页/共20页第八页，共20页。第8页/共20页第九页，共20页。第9页/共20页第十页，共20页。第10页/共20页第十一页，共20页。1.1 概述概述(i sh)柔性加工单元柔性加工单元柔性加工单元柔性加工单元 在在在在加加加加工工工工中中中中心心心心的的的的基基基基础础础础上上上上，通通通通过过过过增增增增加加加加多多多多工工工工作作作作台台台台（托托托托盘盘盘盘）自自自自动动动动交交交交换换换换装装装装置置置置（Auto
15、Auto Pallet Pallet ChangerAPCChangerAPC）以以以以及及及及其其其其他他他他(qt)(qt)相相相相关关关关装装装装置置置置，组组组组成成成成的的的的加加加加工工工工单单单单元元元元称称称称为为为为柔柔柔柔性性性性加加加加工工工工单单单单元元元元（Flexible Flexible Manufacturing Manufacturing CellFMCCellFMC）。FMCFMC不不不不仅仅仅仅实实实实现现现现了了了了工工工工序序序序的的的的集集集集中中中中和和和和工工工工艺艺艺艺的的的的复复复复合合合合，而而而而且且且且通通通通过过过过工工工工作作作作台
16、台台台（托托托托盘盘盘盘）的的的的自自自自动动动动交交交交换换换换和和和和较较较较完完完完善善善善的的的的自自自自动动动动检检检检测测测测、监监监监控控控控功功功功能能能能，可可可可以以以以进进进进行行行行一一一一定定定定时时时时间间间间的的的的无无无无人人人人化化化化加加加加工工工工，从从从从而而而而进进进进一一一一步步步步提提提提高高高高了了了了设设设设备备备备的的的的加加加加工工工工效效效效率率率率。FMCFMC既既既既是是是是柔柔柔柔性性性性制制制制造造造造系系系系统统统统的的的的基基基基础础础础，又又又又可可可可以以以以作作作作为为为为独独独独立立立立的的的的自自自自动动动动化化化化
17、加加加加工工工工设设设设备备备备使使使使用用用用，因此，其发展速度较快。因此，其发展速度较快。因此，其发展速度较快。因此，其发展速度较快。下页下页上页上页返回返回图库图库第11页/共20页第十二页，共20页。1.1 概述概述(i sh)柔性制造系统柔性制造系统柔性制造系统柔性制造系统 在在在在FMCFMC和和和和加加加加工工工工中中中中心心心心的的的的基基基基础础础础上上上上，通通通通过过过过增增增增加加加加物物物物流流流流系系系系统统统统、工工工工业业业业机机机机器器器器人人人人以以以以及及及及相相相相关关关关设设设设备备备备，并并并并由由由由中中中中央央央央控控控控制制制制(kngzh)(
18、kngzh)系系系系统统统统进进进进行行行行集集集集中中中中、统统统统一一一一控控控控制制制制(kngzh)(kngzh)和和和和管管管管理理理理，这这这这样样样样的的的的制制制制造造造造系系系系统统统统称称称称为为为为柔柔柔柔性性性性制制制制造造造造系系系系统统统统（Flexible Flexible Manufacturing Manufacturing SystemSystemFMSFMS）。FMSFMS不不不不仅仅仅仅可可可可以以以以进进进进行行行行长长长长时时时时间间间间的的的的无无无无人人人人化化化化，而而而而且且且且可可可可以以以以实实实实现现现现多多多多品品品品种种种种零零零零
19、件件件件的的的的全全全全部部部部加加加加工工工工或或或或部部部部件件件件装装装装配配配配，实实实实现现现现了了了了车车车车间间间间制制制制造造造造过过过过程程程程的的的的自自自自动动动动化，它是一种高度自动化的先进制造系统。化，它是一种高度自动化的先进制造系统。化，它是一种高度自动化的先进制造系统。化，它是一种高度自动化的先进制造系统。下页下页上页上页返回返回图库图库第12页/共20页第十三页，共20页。1.1 概述概述(i sh)随随随随着着着着科科科科学学学学技技技技术术术术的的的的发发发发展展展展(fzh(fzh n)n)，为为为为了了了了适适适适应应应应市市市市场场场场需需需需求求求求
20、多多多多变变变变 的的的的 形形形形 势势势势，对对对对 现现现现 代代代代 制制制制 造造造造 业业业业 来来来来 说说说说，不不不不 仅仅仅仅 需需需需 要要要要 发发发发 展展展展(fzh(fzh n)n)车车车车间间间间制制制制造造造造过过过过程程程程的的的的自自自自动动动动化化化化，而而而而且且且且是是是是实实实实现现现现从从从从市市市市场场场场预预预预测测测测、生生生生产产产产决决决决策策策策、产产产产品品品品设设设设计计计计、产产产产品品品品制制制制造造造造直直直直到到到到产产产产品品品品销销销销售售售售的的的的全全全全面面面面自自自自动动动动化化化化。将将将将这这这这些些些些要
21、要要要求求求求综综综综合合合合，构构构构成成成成的的的的完完完完整整整整的的的的生生生生产产产产制制制制造造造造系系系系统统统统，称称称称为为为为计计计计算算算算机机机机集集集集成成成成制制制制造造造造系系系系统统统统（Computer Computer Integrated Integrated Manufacturing Manufacturing SystemSystemCIMSCIMS）。CIMSCIMS将将将将一一一一个个个个工工工工厂厂厂厂的的的的生生生生产产产产、经经经经营营营营活活活活动动动动进进进进行行行行了了了了有有有有机机机机的的的的集集集集成成成成，实实实实现现现现了了
22、了了更更更更高高高高效效效效益益益益、更更更更高高高高柔柔柔柔性性性性的的的的智智智智能能能能化化化化生生生生产产产产，是是是是当当当当今今今今自自自自动动动动化化化化制造技术发展制造技术发展制造技术发展制造技术发展(fzh(fzh n)n)的最高阶段。的最高阶段。的最高阶段。的最高阶段。下页下页上页上页返回返回图库图库第13页/共20页第十四页，共20页。n n普通普通(p(p tng)tng)数控机床数控机床ATC及刀库加工中心FMC APC自动检测、监控功能 物流系统 计算机控制系统FMS市场预测 生产决策产品设计产品销售CIMS二、二、NC机床机床 加工加工(ji gng)中心中心 F
23、MC FMS CIMS第14页/共20页第十五页，共20页。1.1 概述概述(i sh)|NC机床与程控机床机床与程控机床|NC机床与机床与程控机床是两种不同程控机床是两种不同含义的机床，它们的含义的机床，它们的控制要求和控制对象控制要求和控制对象有本质的不同。一般有本质的不同。一般来说，机床自动控制来说，机床自动控制主要包括三方面内容：主要包括三方面内容：|1)机床动作机床动作(dngzu)顺序的程序顺序的程序控制，典型的有组合控制，典型的有组合机床、自动生产线等机床、自动生产线等的流程与工步控制。的流程与工步控制。其主要控制要求是根其主要控制要求是根据机床的动作据机床的动作(dngzu)顺
24、序表（如顺序表（如电磁阀等执行元件的电磁阀等执行元件的动作动作(dngzu)表）。表）。按规定的顺序通过执按规定的顺序通过执行原件依次动作行原件依次动作(dngzu)，完成机床，完成机床的动作的动作(dngzu)流程。流程。|下页下页上页上页返回返回图库图库第15页/共20页第十六页，共20页。1.1 概述概述(i sh)|NC机床与程控机床机床与程控机床|2)主电机与辅助电机主电机与辅助电机的启动、停止、变速的启动、停止、变速(bin s)、冷却、润滑、冷却、润滑、排屑、自动换刀等辅助机排屑、自动换刀等辅助机能的控制。这些控制有的能的控制。这些控制有的是实现机械加工必须的，是实现机械加工必须
25、的，有的是机床特殊动作和功有的是机床特殊动作和功能方面的需要。它可以通能方面的需要。它可以通过继电器、接触器、变频过继电器、接触器、变频器、调速器等进行控制。器、调速器等进行控制。|对于只需要上述对于只需要上述1）、）、2）两方面控制的加工设）两方面控制的加工设备，称为程序控制机床，备，称为程序控制机床，简称程控机床。如：组合简称程控机床。如：组合机床、自动生产线等。可机床、自动生产线等。可编程控制器编程控制器（Programmable Controller），是实现以上），是实现以上控制的最佳选择。（动作控制的最佳选择。（动作顺序固定）顺序固定）下页下页上页上页返回返回图库图库第16页/共2
26、0页第十七页，共20页。第17页/共20页第十八页，共20页。1.1 概述概述(i sh)|NC NC机床与程控机床机床与程控机床机床与程控机床机床与程控机床|3)3)刀具（或坐标轴）移刀具（或坐标轴）移刀具（或坐标轴）移刀具（或坐标轴）移动轨迹控制。对刀具运动轨迹进行动轨迹控制。对刀具运动轨迹进行动轨迹控制。对刀具运动轨迹进行动轨迹控制。对刀具运动轨迹进行控制，是加工轮廓的必要条件，它控制，是加工轮廓的必要条件，它控制，是加工轮廓的必要条件，它控制，是加工轮廓的必要条件，它包括移动速度控制、移动位置控制包括移动速度控制、移动位置控制包括移动速度控制、移动位置控制包括移动速度控制、移动位置控制
27、、移动轨迹控制等几个方面的基本、移动轨迹控制等几个方面的基本、移动轨迹控制等几个方面的基本、移动轨迹控制等几个方面的基本要求，必须通过采用数控技术才能要求，必须通过采用数控技术才能要求，必须通过采用数控技术才能要求，必须通过采用数控技术才能实现。实现。实现。实现。|在数控机床上，对于运动部件在数控机床上，对于运动部件在数控机床上，对于运动部件在数控机床上，对于运动部件的位移量控制，一般需要通过档铁的位移量控制，一般需要通过档铁的位移量控制，一般需要通过档铁的位移量控制，一般需要通过档铁、行程开关等检测、行程开关等检测、行程开关等检测、行程开关等检测(ji(ji n c)n c)元件元件元件元件
28、的发信和对执行元件的通断控制实的发信和对执行元件的通断控制实的发信和对执行元件的通断控制实的发信和对执行元件的通断控制实现。即便采用了侍服驱动装置的程现。即便采用了侍服驱动装置的程现。即便采用了侍服驱动装置的程现。即便采用了侍服驱动装置的程控机床，一般也只能对各运动部件控机床，一般也只能对各运动部件控机床，一般也只能对各运动部件控机床，一般也只能对各运动部件的移动速度、移动位置进行单独的的移动速度、移动位置进行单独的的移动速度、移动位置进行单独的的移动速度、移动位置进行单独的控制和调整，因此，程控机床能够控制和调整，因此，程控机床能够控制和调整，因此，程控机床能够控制和调整，因此，程控机床能够
29、实现点位控制，但不能实现各部件实现点位控制，但不能实现各部件实现点位控制，但不能实现各部件实现点位控制，但不能实现各部件间的间的间的间的“联动联动联动联动”，任意改变坐标轴，任意改变坐标轴，任意改变坐标轴，任意改变坐标轴（或刀具）在平面或空间的移动轨（或刀具）在平面或空间的移动轨（或刀具）在平面或空间的移动轨（或刀具）在平面或空间的移动轨迹，故不能成为数控机床。迹，故不能成为数控机床。迹，故不能成为数控机床。迹，故不能成为数控机床。下页下页上页上页返回返回图库图库第18页/共20页第十九页，共20页。1.1 概述概述(i sh)|NC机床与程控机床机床与程控机床|在数控机床上，通过在数控机床上
30、，通过数控系统的数控系统的“插补插补”运算，运算，实现了坐标轴的联动功能。实现了坐标轴的联动功能。它不仅可以控制移动部件它不仅可以控制移动部件的起点与终点坐标，而且的起点与终点坐标，而且还能同时控制各运动部件还能同时控制各运动部件每一时刻的速度和位移每一时刻的速度和位移(wiy)，以及各运动部，以及各运动部件间的相互关系，从而可件间的相互关系，从而可以将工件加工要求的轮廓以将工件加工要求的轮廓形状。这是数控机床与其形状。这是数控机床与其他机床的本质区别，也是他机床的本质区别，也是机床采取数控技术的根本机床采取数控技术的根本原因。（刀具、坐标轴灵原因。（刀具、坐标轴灵活）活）下页下页上页上页返回返回图库图库第19页/共20页第二十页，共20页。