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1、YCF（中职）数控技术教学课件n n 主讲：何霞主讲：何霞n n 渭源县职业技术学校渭源县职业技术学校第1章 数控技术概论 1.1 数控技术的基本概念数控技术的基本概念 数控技术是综合了计算机、自动控制、电气传动、数控技术是综合了计算机、自动控制、电气传动、测量、监控、机械制造等技术学科领域最新成果而测量、监控、机械制造等技术学科领域最新成果而形成的一门边缘科学技术，是形成的一门边缘科学技术，是FMSFMS、CIMSCIMS、FAFA的基的基础技术之一，是现代机械制造业的一项高新技术。础技术之一，是现代机械制造业的一项高新技术。n n柔性制造系统柔性制造系统柔性制造系统柔性制造系统 FMS F
2、MS _(Flexible Manufacturing System)_(Flexible Manufacturing System)n n计算机集成制造系统计算机集成制造系统计算机集成制造系统计算机集成制造系统 CIMS CIMS _(Computer Integrated Manufacturing System)_(Computer Integrated Manufacturing System)n n工厂自动化工厂自动化工厂自动化工厂自动化 FA FA _(Factory Automation)_(Factory Automation)1.数控数控数字控制数字控制(Numerical
3、Control，简称，简称NC)是一种自动控制技术，是用数字化信号对机是一种自动控制技术，是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方法。床的运动及其加工过程进行控制的一种方法。2.数控机床数控机床 数数控控机机床床(NC Machine):就就是是采采用用了了数数控控技技术的机床，或者说是装备了数控系统的机床。术的机床，或者说是装备了数控系统的机床。n n国国际际信信息息处处理理联联盟盟(International Federation of lnformation Processing，简简称称IFIP)第第五五技技术委员会对数控机床作了如下定义：术委员会对数控机床作了如下定义：
4、n n数控机床：数控机床：是一种装有程序控制系统的机床，是一种装有程序控制系统的机床，该系统能逻辑地处理具有特定代码和其它符该系统能逻辑地处理具有特定代码和其它符号编码指令规定的程序号编码指令规定的程序。CJK6032A数控车床XK7140XK7140XK7140XK7140数控铣床数控铣床数控铣床数控铣床/加工中心加工中心加工中心加工中心数控系统(NC System)：就是一种程序控制系统，它能逻辑地处理输入到系统中具有特定代码的程序，并将其译码，从而使机床运动并加工零件。3.数控系统数控系统发展的二个阶段：数控系统发展的二个阶段：n n1948194819481948年，美国帕森（年，美国
5、帕森（年，美国帕森（年，美国帕森（ParsonsParsonsParsonsParsons）公司在研制加工直升机螺旋桨叶片轮）公司在研制加工直升机螺旋桨叶片轮）公司在研制加工直升机螺旋桨叶片轮）公司在研制加工直升机螺旋桨叶片轮廓用检查样板的机床时，首先提出计算机控制机床的设想，在麻省理廓用检查样板的机床时，首先提出计算机控制机床的设想，在麻省理廓用检查样板的机床时，首先提出计算机控制机床的设想，在麻省理廓用检查样板的机床时，首先提出计算机控制机床的设想，在麻省理工学院（工学院（工学院（工学院（MITMITMITMIT）的协助下，于）的协助下，于）的协助下，于）的协助下，于19521952195
6、21952年研制成功了世界上第一台三坐标年研制成功了世界上第一台三坐标年研制成功了世界上第一台三坐标年研制成功了世界上第一台三坐标直线插补且连续控制的立式数控铣床。我国于直线插补且连续控制的立式数控铣床。我国于直线插补且连续控制的立式数控铣床。我国于直线插补且连续控制的立式数控铣床。我国于1958195819581958年由清华大学和北年由清华大学和北年由清华大学和北年由清华大学和北京第一机床厂合作研制了我国第一台数控铣床京第一机床厂合作研制了我国第一台数控铣床京第一机床厂合作研制了我国第一台数控铣床京第一机床厂合作研制了我国第一台数控铣床。n n(1)NC(1)NC阶段阶段(逻辑数字控制阶段
7、逻辑数字控制阶段)特点：数控系统的所有功能均由硬件特点：数控系统的所有功能均由硬件(数控装置数控装置)来实现，故又称为硬件数控。来实现，故又称为硬件数控。这个阶段经历了三个时代：这个阶段经历了三个时代：这个阶段经历了三个时代：这个阶段经历了三个时代：n n电子管时代电子管时代n n晶体管时代晶体管时代n n小规模集成电路时代小规模集成电路时代(2)CNC阶段阶段(计算机数字控制计算机数字控制)n n第四代第四代:自自19701970年年小小型型计计算算机机用用于于数数控控系系统统，数数控控系系统统的发展进入的发展进入CNCCNC阶段。阶段。n n第五代第五代:从从19741974年年微微处处理
8、理器器开开始始用用于于数数控控系系统统，数数控控系系统统从性能到可靠性均得到了很大的提高。从性能到可靠性均得到了很大的提高。n n第六代第六代:PC:PC数控系统数控系统 从从9090年年代代开开始始，基基于于PCPC平平台台的的数数控控系系统统得得到到发发展。展。n n现在市场上流行的和企业普遍使用的仍然是第五代数控系统。n n典型代表是：日本的 FANUC-0 系列德国的Sinumerik 810系列数控系统。第七代数控第七代数控:开放式开放式CNCCNC系统系统(Open CNC(Open CNC(Open CNC(Open CNC System)System)System)System
9、)n nIEEE(Institute Institute of of Electrical Electrical and and Electronics Electronics Engineers Engineers 国国际际电电气气电电子子工工程程师师协协会会）关于开放式系统(Open System)的定义：开放式系统应保证使开发的应用软件能在不同厂商提供的不同的软硬件平台上运行，且能与其它应用软件系统协调工作。CNC系统的开放性：系统的开放性：1 1）对使用者开放性：）对使用者开放性：可采用先进的图形交互方式可采用先进的图形交互方式支持下的简易编程方法支持下的简易编程方法 ，使数控机床操作
10、更容，使数控机床操作更容易；易；2 2）对机床制造商的开放性：）对机床制造商的开放性：允许制造商在允许制造商在CNCCNC系统软件的基础上开发专用的功能模块及用户操系统软件的基础上开发专用的功能模块及用户操作界面；作界面；3 3）对硬件选择的开放型：）对硬件选择的开放型：CNCCNC系统应能在不同系统应能在不同的硬件平台上运行；的硬件平台上运行；4 4）对主轴及进给驱动系统是开放的）对主轴及进给驱动系统是开放的 ：能控制不：能控制不同厂商提供的主轴及进给驱动系统；同厂商提供的主轴及进给驱动系统；5 5）对数据传输及交换等是开放的）对数据传输及交换等是开放的。基于个人计算机(PC)的 开放式CN
11、C系统原理 键盘，显示器键盘输入输出DNC总线外部数据存储数控轴开关功能功率放大PC控制PLCCNC核心数控机床开放式开放式CNC系统具有以下特点：系统具有以下特点：1)相互操作性：提提供供标标准准化化接接口口，不不同同的的应应用用模块能相互操作，协调工作；模块能相互操作，协调工作；2)可移植性：不不同同的的应应用用程程序序模模块块可可运运行行不不同同的的系系统统平平台台上上，解解决决软软件件公公用用问问题题，要要求求与与设设备的无关性；备的无关性；3)可缩放性：增增添添和和减减少少系系统统功功能能仅仅表表现现为为特特定定模模块块的的装装载载与与卸卸载载，不不必必购购买买复复杂杂的的数数控控系
12、系统；统；4)相互替代性：不不同同性性能能和和不不同同功功能能的的单单元元可可相互替代，而不影响系统的协调运行。相互替代，而不影响系统的协调运行。4.数控程序数控程序(NC Program)输入数控系统中的、使数控机床执行一个确定加工任务的、具有特定代码和其它符号编码的一系列指令，称为数控程序(NC Program)或零件程序(Part Program)。5.数控编程数控编程 生成用数控机床进行零件加工的数控程序的过程，称为数控编程数控编程(NC Program)。6.数控加工n n根据零件图样及工艺要求等原始条件编制零件数控加工程序，输入数控系统，控制数控机床中刀具与工件的相对运动，从而完成
13、零件的加工。零件图样加工程序数控系统机床运动零件加工华中I型数控单元面板世纪星世纪星CNC主板主板CPU主控制板伺服控制板卡数控单元数控单元典型数控机床介绍数控车床与车削中心数控车床与车削中心数控加工车削中心立式车削中心卧式镗铣削中心数控铣床与加工中心立式加工中心立式加工中心立式加工中心北京机北京机床所精床所精密机电密机电有限公有限公司司-1000系列立系列立式加工式加工中心中心 卧式加工中心数控加工钻削中心并行数控机床VAMT1Y 我国第一台并联机床我国第一台并联机床 HeightHeight：3500mm3500mmweightweight：3000kg3000kgWorktable:Worktable:500500mm500500mmworkspaceworkspace：500 500Angle Angle：3030 并行数控机床