數(shù)控技術(shù)緒論2

數(shù)控加工與編程

嘉興學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院先進(jìn)制造技術(shù)與裝備研究所數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生與發(fā)展數(shù)控機(jī)床的基本概念數(shù)控機(jī)床的特點與分類數(shù)控機(jī)床組成及工作過程數(shù)控機(jī)床及數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢主要內(nèi)容CNC第0章緒論2主要內(nèi)容CNC0.1數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展第0章緒論數(shù)控技術(shù)產(chǎn)生背景：1.單件、小批量生產(chǎn)占機(jī)械加工的大部分，尤其在航空、航天、船舶等領(lǐng)域，不僅加工批量小，且零件形狀復(fù)雜、精度要求高，且需經(jīng)常變型，傳統(tǒng)的自動化機(jī)床不適應(yīng)這些加工形式。(需求背景)2.仿形加工機(jī)床部分解決了中小批量復(fù)雜零件的加工，但更換零件時，必須制造靠模和調(diào)整機(jī)床，耗費大量手工勞動，增加了生產(chǎn)準(zhǔn)備期，且靠模的誤差的影響使加工精度難以達(dá)到較高要求。(存在問題)3.實現(xiàn)多品種、小批量產(chǎn)品零件的自動化生產(chǎn)，20世紀(jì)40年代世界上誕生了第一臺電子計算機(jī)，使數(shù)控技術(shù)的出現(xiàn)稱為可能。(可行性)3主要內(nèi)容CNC0.1數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展第0章緒論數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生：1948年，美國帕森斯(Parsons)公司在研制加工直升機(jī)螺旋槳葉片輪廓檢驗樣板的機(jī)床時，首先提出計算機(jī)控制機(jī)床的設(shè)想，在麻省理工學(xué)院（MIT）的協(xié)助下，1952年研制成功了世界上第一臺三坐標(biāo)直線插補(bǔ)且連續(xù)控制的立式數(shù)控銑床。

我國于1958年由清華大學(xué)和北京第一機(jī)床廠合作研制了我國第一臺數(shù)控銑床。4（1）數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)的發(fā)展：CNC0.1數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展第0章緒論60年代之前，普遍采用一般機(jī)床。60年代初，在一般機(jī)床的基礎(chǔ)上開發(fā)了數(shù)控加工中心機(jī)床。5（1）數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)的發(fā)展：CNC0.1數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展第0章緒論帶兩個交換工作臺的臥式鏜銑加工中心機(jī)床。6（1）數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)的發(fā)展：CNC0.1數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展第0章緒論20世紀(jì)70年代后期，在數(shù)控加工中心機(jī)床的基礎(chǔ)上發(fā)展了五面體加工中心。設(shè)計思想：為了在一次裝夾中完成除了安裝底面以外的所有表面和精密孔系加工。主軸部件可自動更換為立式和臥式布局，從而完成工件不同表面的加工。7（1）數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)的發(fā)展：CNC0.1數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展第0章緒論在數(shù)控加工中心出現(xiàn)以后，加工工序進(jìn)一步集中仍然是數(shù)控機(jī)床發(fā)展趨勢。帶有工業(yè)機(jī)器人、工件交換系統(tǒng)的車削加工中心和帶有工件交換系統(tǒng)的數(shù)控齒輪加工機(jī)床。8（1）數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)的發(fā)展：CNC0.1數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展第0章緒論20世紀(jì)60年代出現(xiàn)的Stewart平臺概念,到20世紀(jì)90年代初，應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床上成為可能。六桿數(shù)控機(jī)床(虛擬軸機(jī)床、并聯(lián)機(jī)床)是20世紀(jì)最具有革命性的機(jī)床運(yùn)動結(jié)構(gòu)的突破。9（1）數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)的發(fā)展：CNC0.1數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展第0章緒論10主要內(nèi)內(nèi)容第一代代數(shù)控控（1952-1959年）：：采用電電子管管構(gòu)成成的硬硬件數(shù)數(shù)控系系統(tǒng)；；第二代代數(shù)控控（1959-1965年）：：采用晶晶體管管電路路為主主的硬硬件數(shù)數(shù)控系系統(tǒng)；；第三代代數(shù)控控（1965年開始始）：：采用小小、中中規(guī)模模集成成電路路的硬硬件數(shù)數(shù)控系系統(tǒng)；；第四代代數(shù)控控（1970年開始始）：：采用大大規(guī)模模集成成電路路的小小型通通用電電子計計算機(jī)機(jī)數(shù)控控系統(tǒng)統(tǒng)；第五代代數(shù)控控（1974年開始始）：：采用微微型計計算機(jī)機(jī)控制制的系系統(tǒng)；；第六代代數(shù)控控（1990年開始始）：：采用工工控PC機(jī)的通通用CNC系統(tǒng)。。硬件數(shù)數(shù)控軟件數(shù)數(shù)控CNC0.1數(shù)控機(jī)機(jī)床的的產(chǎn)生生與發(fā)發(fā)展第0章緒緒論論（2）數(shù)控控系統(tǒng)統(tǒng)的發(fā)發(fā)展：：11主要內(nèi)內(nèi)容（3）伺服服系統(tǒng)統(tǒng)的發(fā)發(fā)展：：CNC0.1數(shù)控機(jī)機(jī)床的的產(chǎn)生生與發(fā)發(fā)展第0章緒緒論論60年代初初期與與中期期，歐歐美一一些國國家采采用液液壓伺伺服系系統(tǒng)。。70年代，，美國國蓋梯梯茨公公司研研制成成功了了大慣慣量直直流伺伺服電電機(jī)即即寬調(diào)調(diào)速直直流伺伺服電電機(jī)。。80年代初初期，，美國國通用用電氣氣公司司研制制成功功了采采用鼠鼠籠式式異步步交流流伺服服電機(jī)機(jī)的交交流伺伺服系系統(tǒng)。。86年之后后推出出了數(shù)數(shù)字伺伺服系系統(tǒng)的的數(shù)控控機(jī)床床。數(shù)字伺伺服系系統(tǒng)的的出現(xiàn)現(xiàn)促進(jìn)進(jìn)了高高精度度數(shù)控控機(jī)床床的發(fā)發(fā)展。。12主要內(nèi)內(nèi)容數(shù)字控控制（NumericalControlNC）是一種種借助助數(shù)字字、字字符或或其它它符號號對某某一工工作過過程（（如加加工、、測量量、裝裝配等等）進(jìn)進(jìn)行可可編程程控制制的自自動化化方法法。CNC第0章緒緒論論0.2數(shù)控技技術(shù)的的基本本概念念數(shù)控技技術(shù)（NumericalControlTechnology）采用用數(shù)字字控制制的方方法對對某一一工作作過程程實現(xiàn)現(xiàn)自動動控制制的技技術(shù)。。機(jī)床數(shù)數(shù)控技技術(shù)用數(shù)字字化信信息對對機(jī)床床運(yùn)動動及其其加工工過程程進(jìn)行行控制制的一一種技技術(shù)。。13主要內(nèi)容CNC第0章緒論0.2數(shù)控技術(shù)的基基本概念計算機(jī)數(shù)控系系統(tǒng)（ComputerNumericalControlCNC）以計算機(jī)為為核心的數(shù)控控系統(tǒng)。數(shù)控機(jī)床（NumericalControlMachineTools）是裝有數(shù)數(shù)字控制系統(tǒng)統(tǒng)的機(jī)床，該該系統(tǒng)能夠處處理加工程序序,控制機(jī)床自動動完成各種加加工運(yùn)動和輔輔助運(yùn)動。數(shù)控系統(tǒng)（NumericalControlSystem）是一種程序控控制系統(tǒng)，它它能邏輯地處處理輸入到系系統(tǒng)中的數(shù)控控加工程序，，控制機(jī)床運(yùn)運(yùn)動并加工出出零件，其核心是數(shù)控控裝置。14主要內(nèi)容數(shù)控系統(tǒng)組成成機(jī)床I/O電路和裝置檢測裝置主軸驅(qū)動裝置置進(jìn)給驅(qū)動裝置置主軸伺服單元元進(jìn)給伺服單元元計算機(jī)數(shù)控裝置操作面板PLC計算機(jī)數(shù)控系系統(tǒng)機(jī)床輔助控制機(jī)構(gòu)構(gòu)進(jìn)給傳動機(jī)構(gòu)構(gòu)主運(yùn)動機(jī)構(gòu)輸入輸出裝置CNC0.3數(shù)控機(jī)床組成成及工作過程程第0章緒論15主要內(nèi)容CNC第0章緒論0.3數(shù)控機(jī)床組成成及工作過程程（1）控制面板它是操作人員員與數(shù)控裝置置進(jìn)行信息交交流的工具。。組成：操作按按鈕、狀態(tài)指指示燈、按鍵鍵陣列（功能能與計算機(jī)鍵鍵盤一樣）和和顯示器。是數(shù)控機(jī)床特特有部件。16主要內(nèi)容數(shù)控系統(tǒng)組成成機(jī)床I/O電路和裝置檢測裝置主軸驅(qū)動裝置置進(jìn)給驅(qū)動裝置置主軸伺服單元元進(jìn)給伺服單元元計算機(jī)數(shù)控裝置操作面板PLC計算機(jī)數(shù)控系系統(tǒng)機(jī)床輔助控制機(jī)構(gòu)構(gòu)進(jìn)給傳動機(jī)構(gòu)構(gòu)主運(yùn)動機(jī)構(gòu)輸入輸出裝置CNC第0章緒論0.3數(shù)控機(jī)床組成成及工作過程程17主要內(nèi)容數(shù)控系統(tǒng)與外外部設(shè)備進(jìn)行行交互的裝置置。交互的信信息通常是零件加工程序序?？梢酝ㄟ^多多種方式獲得得數(shù)控加工程程序:穿孔紙帶MDI（ManualDataInput）方式軟驅(qū)USB接口RS232C接口DNC接口CNC第0章緒論0.3數(shù)控機(jī)床組成成及工作過程程（2）輸入輸出裝裝置18主要內(nèi)容數(shù)控系統(tǒng)組成成機(jī)床I/O電路和裝置檢測裝置主軸驅(qū)動裝置置進(jìn)給驅(qū)動裝置置主軸伺服單元元進(jìn)給伺服單元元計算機(jī)數(shù)控裝置操作面板PLC計算機(jī)數(shù)控系系統(tǒng)機(jī)床輔助控制機(jī)構(gòu)構(gòu)進(jìn)給傳動機(jī)構(gòu)構(gòu)主運(yùn)動機(jī)構(gòu)輸入輸出裝置CNC第0章緒論0.3數(shù)控機(jī)床組成成及工作過程程19主要內(nèi)容CNC第0章緒論0.3數(shù)控機(jī)床組成成及工作過程程（3）計算機(jī)數(shù)控控裝置組成：計算機(jī)機(jī)系統(tǒng)、位置置控制板、PLC接口板，通訊訊接口板、特特殊功能模塊塊以及相應(yīng)的的控制軟件。。作用：根據(jù)輸輸入的零件加加工程序進(jìn)行行相應(yīng)的處理理，然后輸出出控制命令到到伺服驅(qū)動裝裝置和PLC。CNC裝置是CNC系統(tǒng)的核心。。20主要內(nèi)容數(shù)控系統(tǒng)組成成機(jī)床I/O電路和裝置檢測裝置主軸驅(qū)動裝置置進(jìn)給驅(qū)動裝置置主軸伺服單元元進(jìn)給伺服單元元計算機(jī)數(shù)控裝置操作面板PLC計算機(jī)數(shù)控系系統(tǒng)機(jī)床輔助控制機(jī)構(gòu)構(gòu)進(jìn)給傳動機(jī)構(gòu)構(gòu)主運(yùn)動機(jī)構(gòu)輸入輸出設(shè)備CNC第0章緒論0.3數(shù)控機(jī)床組成成及工作過程程21主要內(nèi)容(4）伺服單元、、驅(qū)動裝置和和檢測裝置主軸伺服單元元和主軸電機(jī)機(jī)進(jìn)給伺服單元元和進(jìn)給電機(jī)機(jī)檢測裝置位置和速度測測量裝置。以以實現(xiàn)進(jìn)給伺伺服系統(tǒng)的閉閉環(huán)控制。作用保證靈敏、準(zhǔn)準(zhǔn)確地跟蹤C(jī)NC裝置指令：進(jìn)給運(yùn)動指令令：實現(xiàn)零件件加工的成形形運(yùn)動（速度度和位置控制制）。主軸運(yùn)動指令令，實現(xiàn)零件件加工的切削削運(yùn)動（速度度控制）CNC第0章緒論0.3數(shù)控機(jī)床組成成及工作過程程22主要內(nèi)容數(shù)控系統(tǒng)組成成機(jī)床I/O電路和裝置檢測裝置主軸驅(qū)動裝置置進(jìn)給驅(qū)動裝置置主軸伺服單元元進(jìn)給伺服單元元計算機(jī)數(shù)控裝置操作面板PLC計算機(jī)數(shù)控系系統(tǒng)機(jī)床輔助控制機(jī)構(gòu)構(gòu)進(jìn)給傳動機(jī)構(gòu)構(gòu)主運(yùn)動機(jī)構(gòu)輸入輸出設(shè)備CNC第0章緒論0.3數(shù)控機(jī)床組成成及工作過程程23主要內(nèi)容（5）PLC、機(jī)床I/O電路和和裝置置-PLC(ProgrammableLogicController):用于完成與邏邏輯運(yùn)算有關(guān)關(guān)順序動作的的I/O控制,它由硬件和軟軟件組成；-機(jī)床I/O電路和裝置:實現(xiàn)I/O控制的執(zhí)行部部件(由繼電器、電電磁閥、行程程開關(guān)、接觸觸器等組成的的邏輯電路））;-功能:接受CNC的M、S、T指令,譯碼并轉(zhuǎn)換成成對應(yīng)的控制制信號,控制輔助裝置置完成機(jī)床相相應(yīng)的開關(guān)動動作；接受操操作面板和機(jī)機(jī)床側(cè)的I/O信號,送給CNC裝置,經(jīng)其處理后,輸出指令控制制CNC系統(tǒng)的工作狀狀態(tài)和機(jī)床的的動作。CNC第0章緒論0.3數(shù)控機(jī)床組成成及工作過程程24主要內(nèi)容數(shù)控系統(tǒng)組成成機(jī)床I/O電路和裝置檢測裝置主軸驅(qū)動裝置置進(jìn)給驅(qū)動裝置置主軸伺服單元元進(jìn)給伺服單元元計算機(jī)數(shù)控裝置操作面板PLC計算機(jī)數(shù)控系系統(tǒng)機(jī)床輔助控制機(jī)構(gòu)構(gòu)進(jìn)給傳動機(jī)構(gòu)構(gòu)主運(yùn)動機(jī)構(gòu)輸入輸出設(shè)備CNC第0章緒論0.3數(shù)控機(jī)床組成成及工作過程程25（6）機(jī)床本體機(jī)床床本本體體組組成成CNC0.3數(shù)控控機(jī)機(jī)床床組組成成及及工工作作過過程程主運(yùn)運(yùn)動動部部件件、、進(jìn)進(jìn)給給運(yùn)運(yùn)動動部部件件支承承件件（（立立柱柱、、床床身身等等））特殊殊裝裝置置（（刀刀具具自自動動交交換換、、工件件自自動動交交換換系系統(tǒng)統(tǒng)））輔助助裝裝置置（（如如排排屑屑裝裝置置等等））第0章緒緒論論是實實現(xiàn)現(xiàn)制制造造加加工工的的執(zhí)執(zhí)行行部部件件26工藝藝處處理理加工工圖圖紙紙數(shù)學(xué)學(xué)處處理理編程程手手冊冊數(shù)控控編編程程程序序仿仿真真輸入裝置加工工程程序序毛坯坯或或半半成成品品數(shù)控系統(tǒng)機(jī)床床本本體體程序序編編制制成品品譯碼碼、、數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)處處理理、、插插補(bǔ)補(bǔ)、、伺伺服服驅(qū)驅(qū)動動N5G01G41X100.0Y100.0D01F100M08;CNC（7）數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)床床工工作作過過程程第0章緒緒論論0.3數(shù)控控機(jī)機(jī)床床組組成成及及工工作作過過程程27主要要內(nèi)內(nèi)容容適應(yīng)應(yīng)性性、、靈靈活活性性好好精度度高高、、質(zhì)質(zhì)量量穩(wěn)穩(wěn)定定生產(chǎn)產(chǎn)效效率率高高勞動動強(qiáng)強(qiáng)度度低低、、勞勞動動條條件件好好有利利于于現(xiàn)現(xiàn)代代化化生生產(chǎn)產(chǎn)與與管管理理使用用、、維維護(hù)護(hù)技技術(shù)術(shù)要要求求高高CNC0.4數(shù)控控機(jī)機(jī)床床的的特特點點與與分分類類數(shù)控控機(jī)機(jī)床床的的特特點點:第0章緒緒論論28主要要內(nèi)內(nèi)容容數(shù)控控機(jī)機(jī)床床的的分分類類(Types)分類方法數(shù)控機(jī)床類型按運(yùn)動方式點位控制數(shù)控機(jī)床直線控制數(shù)控機(jī)床輪廓控制數(shù)控機(jī)床按控制方式開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床按功能水平經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床中檔型數(shù)控機(jī)床高檔型數(shù)控機(jī)床按工藝用途金屬切削數(shù)控機(jī)床金屬成形數(shù)控機(jī)床特種加工數(shù)控機(jī)床CNC第0章緒緒論論0.4數(shù)控控機(jī)機(jī)床床的的特特點點與與分分類類29主要要內(nèi)內(nèi)容容點位位控控制制(PointtoPointControlSystems)僅實實現(xiàn)現(xiàn)刀刀具具相相對對于于工工件件從從一一點點到到另另一點的精確定定位運(yùn)動；對軌跡不作控控制要求；運(yùn)動過程中不不進(jìn)行任何加加工。適用范圍：數(shù)數(shù)控鉆床、數(shù)數(shù)控鏜床、數(shù)控沖床和數(shù)數(shù)控測量機(jī)。。CNC第0章緒論0.4.1按運(yùn)動方式分分類30主要內(nèi)容直線控制：不僅要求控制制點到點的精精確定位，而而且要求機(jī)床床工作臺或刀刀具（刀架））以給定的進(jìn)進(jìn)給速度，沿沿平行于坐標(biāo)標(biāo)軸的方向或或與坐標(biāo)軸成成45°角的方向進(jìn)行行直線移動和和切削加工。。CNC第0章緒論0.4.1按運(yùn)動方式分分類31主要內(nèi)容輪廓控制(ContouringControlSystems)CNCTL1L2L3L4L5L6L△X△YXY輪廓控制

不僅對坐標(biāo)的的移動量進(jìn)行控制，而而且對各坐標(biāo)標(biāo)的速度及它們之間比率都要行嚴(yán)格控控制，以便加加工出給定的的軌跡。第0章緒論0.4.1按運(yùn)動方式分分類32主要內(nèi)容輪廓控制(ContouringControlSystems)對多個坐標(biāo)軸軸同時進(jìn)行控控制，使之協(xié)協(xié)調(diào)運(yùn)動(坐標(biāo)聯(lián)動)，使刀具相對對工件按程序序規(guī)定的軌跡跡和速度運(yùn)動動，在運(yùn)動過過程中進(jìn)行連連續(xù)切削加工工。適用范圍：數(shù)控車床、數(shù)數(shù)控銑床、加加工中心等用用于加工曲線線和曲面的機(jī)機(jī)床。CNC第0章緒論0.4.1按運(yùn)動方式分分類33主要內(nèi)容兩坐標(biāo)加工三坐標(biāo)加工四坐標(biāo)加工五坐標(biāo)加工CNC二軸半加工第0章緒論0.4.1按運(yùn)動方式分分類34主要內(nèi)容開環(huán)控制(Open-LoopServo-Drive)步進(jìn)驅(qū)動器指令脈沖步進(jìn)電機(jī)工作臺CNC第0章緒論0.4.2按控制方式分分類35主要內(nèi)容開環(huán)控制(Open-LoopServo-Drive)特點:沒有位置檢測測裝置，指令令信號是單向向的。結(jié)構(gòu)簡簡單，制造成成本較低，價價格便宜,精度一般般不高。。用于經(jīng)經(jīng)濟(jì)型數(shù)數(shù)控車、、銑、線線切割機(jī)機(jī)床。電機(jī)機(jī)械執(zhí)行行部件A相、B相C相、…f、nCNC插補(bǔ)指令令脈沖頻率率f脈沖個數(shù)數(shù)n換算脈沖環(huán)形形分配變變換功率放大大CNC第0章緒緒論0.4.2按控制方方式分類類36半閉環(huán)控控制(Half-Closed-LoopServo-Drive)CNC速度控制電路工作臺伺服電機(jī)位置比較電路指令脈沖速度反饋位置反饋檢測元件第0章緒緒論0.4.2按控制方方式分類類37特點:帶有位置置檢測裝裝置，常常安裝在在伺服電電機(jī)上或或絲杠的的端部，，通過檢檢測伺服服電機(jī)或或絲杠的的角位移移間接計計算出機(jī)機(jī)床工作作臺等執(zhí)執(zhí)行部件件的實際際位置值值，然后后與指令令位置值值進(jìn)行比比較，進(jìn)進(jìn)行差值值控制。。閉環(huán)控制制環(huán)內(nèi)不不包括絲絲杠螺母母副及機(jī)機(jī)床工作作臺導(dǎo)軌軌副等大大慣量環(huán)環(huán)節(jié)，因因此可以以獲得穩(wěn)穩(wěn)定的控控制特性性，而且且調(diào)試比比較方便便，價格格也較全全閉環(huán)系系統(tǒng)便宜宜。CNC第0章緒緒論0.4.2按控制方方式分類類半閉環(huán)控控制(Half-Closed-LoopServo-Drive)38主要內(nèi)容容閉環(huán)控制制(Closed-LoopServo-Drive)特點:帶有位置置檢測裝裝置,安裝在機(jī)機(jī)床刀架架或工作作臺等執(zhí)執(zhí)行部件件上,隨時檢測測執(zhí)行部部件的實實際位置置。差值值控制，，誤差修修正，直直到消除除。加工工精度很很高,但由于它它將絲杠杠螺母副副及工作作臺導(dǎo)軌軌副這些些大慣量量環(huán)節(jié)放放在閉環(huán)環(huán)之內(nèi),系統(tǒng)穩(wěn)定定性受到到影響,調(diào)試?yán)щy難,且結(jié)構(gòu)復(fù)復(fù)雜、價價格昂貴貴。位置反饋速度控制制電路工作臺伺服電機(jī)機(jī)位置比較較電路指令脈沖沖速度反饋饋檢測元件件CNC第0章緒緒論0.4.2按控制方方式分類類39主要內(nèi)容容經(jīng)濟(jì)型數(shù)數(shù)控機(jī)床床步進(jìn)電機(jī)機(jī)實現(xiàn)的的開環(huán)驅(qū)驅(qū)動，功功能簡單單、價格格低廉、、精度中中等，能能滿足加加工形狀狀比較簡簡單的直直線、圓圓弧及螺螺紋加工工。一般般控制軸軸數(shù)在3軸以下，，脈沖當(dāng)當(dāng)量（分分辨率））多為0.01mm，快速進(jìn)進(jìn)給速度度在10m／min以下。CNC0.4.3按功能水水平分類類第0章緒緒論40主要內(nèi)容容中檔型數(shù)數(shù)控機(jī)床床采用交流流或直流流伺服電電機(jī)實現(xiàn)現(xiàn)半閉環(huán)環(huán)驅(qū)動，，能實現(xiàn)現(xiàn)4軸或4軸以下聯(lián)聯(lián)動控制制，脈沖沖當(dāng)量為為1m，進(jìn)給速速度為15-24m／min，一般采采用16位或32位處理器器，具有有RS232C通信接口口、DNC接口和內(nèi)內(nèi)裝PLC，具有圖圖形顯示示功能及及面向用用戶的宏宏程序功功能。CNC第0章緒緒論0.4.3按功能水水平分類類41主要內(nèi)容容高檔型數(shù)數(shù)控機(jī)床床采用交流流伺服電電機(jī)形成成閉環(huán)驅(qū)驅(qū)動，開開始采用用直線伺服服電機(jī)，能實現(xiàn)現(xiàn)5軸以上聯(lián)聯(lián)動，脈脈沖當(dāng)量量（分辨辨率）為為0.1-1m，進(jìn)給速速度可達(dá)達(dá)100m／min以上。一一般采用用32位以上微微處理器器，形成成多CPU結(jié)構(gòu)。編編程功能能強(qiáng)，具具有智能能診斷、、聯(lián)網(wǎng)和和通信功功能。CNC第0章緒緒論0.4.3按功能水水平分類類42主要內(nèi)容容金屬切削削數(shù)控機(jī)機(jī)床金屬成形形數(shù)控機(jī)機(jī)床特種加工工數(shù)控機(jī)機(jī)床按工藝方方法分:CNC第0章緒緒論0.4.4按工藝方方法分類類43主要內(nèi)容容按工藝方方法分?jǐn)?shù)控車床床CNC第0章緒緒論0.4.4按工藝方方法分類類44主要內(nèi)容容數(shù)控銑床床CNC第0章緒緒論0.4.4按工藝方方法分類類45主要內(nèi)容容加工中心心CNC第0章緒緒論0.4.4按工藝方方法分類類46主要內(nèi)容容數(shù)控彎管管機(jī)CNC第0章緒緒論0.4.4按工藝方方法分類類47主要內(nèi)容容按工藝方方法分電火花線線切割機(jī)機(jī)床CNC第0章緒緒論0.4.4按工藝方方法分類類采用鉬絲絲或硬性性黃銅絲絲作為電電極絲，，電極絲絲在高頻頻脈沖電電壓作用用下，擊擊穿液體體介質(zhì)，，形成火火花放電電，同時時產(chǎn)生大大量的熱熱，使工工件表面面的金屬屬局部熔熔化甚至至氣化，，加上液液體介質(zhì)質(zhì)的沖洗洗作用，，以及通通過控制制器控制制拖板運(yùn)運(yùn)動，使使電極絲絲按預(yù)定定的軌跡跡進(jìn)行切切割加工工。48主要內(nèi)容容按工藝方方法分CNC數(shù)控加工工示例:滾齒齒第0章緒緒論49主要內(nèi)容容按工藝方方法分CNC數(shù)控加工工示例:磨削削第0章緒緒論50主要內(nèi)容容按工藝方方法分CNC數(shù)控加工工示例:五軸銑削削葉片加工工第0章緒緒論51主要內(nèi)容容CNC數(shù)控加工工示例:激光切割割加工第0章緒緒論52主要內(nèi)容容CNC數(shù)控加工工示例:水刀切割割機(jī)第0章緒緒論53主要內(nèi)容容（1）數(shù)控機(jī)機(jī)床的發(fā)發(fā)展展望望CNC0.5數(shù)控機(jī)床床及數(shù)控控技術(shù)的的發(fā)展趨趨勢第0章緒緒論自動控制制理論及及伺服驅(qū)驅(qū)動技術(shù)術(shù)自動控制制理論和和伺服驅(qū)驅(qū)動技術(shù)術(shù)對數(shù)控控機(jī)床的的功能、、動態(tài)性性能和控控制品質(zhì)質(zhì)具有決決定性的的影響。。對一個具具體的控控制裝置置或系統(tǒng)統(tǒng)的設(shè)計計、仿真真和現(xiàn)場場調(diào)試中中，自動動控制理理論具有有重要的的理論指指導(dǎo)作用用。在伺服速速度控制制環(huán)采用用前饋控制制，使傳統(tǒng)統(tǒng)的位置置環(huán)控制制的跟蹤蹤滯后現(xiàn)現(xiàn)象得到到了很大大改善，，而且增增加了系系統(tǒng)的穩(wěn)穩(wěn)定性和和伺服精精度。為了適應(yīng)應(yīng)不同類類型數(shù)控控機(jī)床復(fù)復(fù)雜的控控制算法法，伺服系統(tǒng)統(tǒng)的位置置環(huán)和速速度環(huán)采采用軟件件控制。目前交流伺服服電動機(jī)機(jī)驅(qū)動逐步取代代了其他他驅(qū)動，，與之配配套的電電力電子子技術(shù)，，提供了了瞬時輸輸出很大大的峰值值電流和和完善的的保護(hù)功功能。54主要內(nèi)容容（1）數(shù)控機(jī)機(jī)床的發(fā)發(fā)展展望望CNC0.5數(shù)控機(jī)床床及數(shù)控控技術(shù)的的發(fā)展趨趨勢第0章緒緒論計算機(jī)及及信息處處理技術(shù)術(shù)計算機(jī)技技術(shù)包括括計算機(jī)機(jī)軟件和和硬件技技術(shù)、數(shù)數(shù)據(jù)庫技技術(shù)以及及網(wǎng)絡(luò)通通信技術(shù)術(shù)。信息處理理技術(shù)包包括信息息的存取取、運(yùn)算算、判斷斷、決策策和交換換，計算算機(jī)作為為信息處處理的工工具，兩兩者之間間具有極極為密切切的關(guān)系系。數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)中計算算機(jī)指揮揮和管理理整個系系統(tǒng)的有有序運(yùn)行行，信息息處理的的速度、、及時和和正確將將直接影影響系統(tǒng)統(tǒng)的工作作質(zhì)量和和效率。。數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)還引入入人工智智能、專專家系統(tǒng)統(tǒng)、模糊糊控制、、人工神神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)和仿真真等技術(shù)術(shù)。55主要內(nèi)容容（1）數(shù)控機(jī)機(jī)床的發(fā)發(fā)展展望望CNC0.5數(shù)控機(jī)床床及數(shù)控控技術(shù)的的發(fā)展趨趨勢第0章緒緒論精密機(jī)械械技術(shù)精密機(jī)械械技術(shù)是是數(shù)控機(jī)機(jī)床的基基礎(chǔ)，包包括精密密機(jī)械設(shè)設(shè)計和精精密機(jī)械械加工兩兩個方面面。對一臺數(shù)數(shù)控機(jī)床床而言，，機(jī)械結(jié)結(jié)構(gòu)和傳傳動占了了很大比比例，因因此不斷斷發(fā)展各各種新的的設(shè)計計計算方法法和新型型結(jié)構(gòu)，，采用新新材料和和新工藝藝，使新新一代數(shù)數(shù)控機(jī)床床的本機(jī)機(jī)具有高高精度、、高速度度、高可可靠性、、體積小小、質(zhì)量量小、維維護(hù)方便便和價格格低廉的的機(jī)械結(jié)結(jié)構(gòu)。56主要內(nèi)容容（1）數(shù)控機(jī)機(jī)床的發(fā)發(fā)展展望望CNC0.5數(shù)控機(jī)床床及數(shù)控控技術(shù)的的發(fā)展趨趨勢第0章緒緒論精密檢測測和智能能化傳感感技術(shù)精密檢測測和傳感感技術(shù)是是閉環(huán)和和半閉環(huán)環(huán)控制系系統(tǒng)中的的關(guān)鍵技技術(shù)，檢檢測和傳傳感裝置置是實現(xiàn)現(xiàn)自動控控制的關(guān)關(guān)鍵環(huán)節(jié)節(jié)之一。。精密檢測測和傳感感的精度度與功能能直接影影響自動動控制的的品質(zhì)，，在精度度補(bǔ)償方方面發(fā)揮揮重要作作用。精密檢測測的關(guān)鍵鍵元件是是傳感器器，數(shù)控控系統(tǒng)要要求傳感感器能快快速、精精確地獲獲取信息息，并在在各種各各樣的工工作環(huán)境境下能夠夠可靠地地運(yùn)行。。與計計算算機(jī)機(jī)技技術(shù)術(shù)的的發(fā)發(fā)展展相相比比，，傳傳感感與與檢檢測測技技術(shù)術(shù)的的發(fā)發(fā)展展相相對對滯滯后后。。57主要要內(nèi)內(nèi)容容（1）數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)床床的的發(fā)發(fā)展展展展望望CNC0.5數(shù)控控機(jī)機(jī)床床及及數(shù)數(shù)控控技技術(shù)術(shù)的的發(fā)發(fā)展展趨趨勢勢第0章緒緒論論網(wǎng)絡(luò)絡(luò)和和通通信信技技術(shù)術(shù)隨著著計計算算機(jī)機(jī)技技術(shù)術(shù)在在通通信信領(lǐng)領(lǐng)域域的的廣廣泛泛應(yīng)應(yīng)用用，，正正在在對對數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)床床和和以以數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)床床為為基基礎(chǔ)礎(chǔ)的的柔柔性性制制造造單單元元、、柔柔性性制制造造系系統(tǒng)統(tǒng)以以及及計計算算機(jī)機(jī)集集成成制制造造系系統(tǒng)統(tǒng)產(chǎn)產(chǎn)生生重重大大影影響響。。通過過網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)仿仿真真使使零零件件從從概概念念到到數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)床床上上完完成成加加工工的的全全部部過過程程已已在在工工業(yè)業(yè)化化國國家家成成功功實實現(xiàn)現(xiàn)。。計算算機(jī)機(jī)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)和和通通信信技技術(shù)術(shù)可可以以充充分分實實現(xiàn)現(xiàn)信信息息資資源源共共享享。。通過過網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)和和通通信信技技術(shù)術(shù)實實現(xiàn)現(xiàn)無無紙紙化化的的遠(yuǎn)遠(yuǎn)程程管管理理和和監(jiān)監(jiān)控控，，可可以以方方便便地地進(jìn)進(jìn)行行產(chǎn)產(chǎn)品品異異地地加加工工、、裝裝配配和和調(diào)調(diào)試試。。58（2）直直接接數(shù)數(shù)字字控控制制(DNC)CNC0.5數(shù)控控機(jī)機(jī)床床及及數(shù)數(shù)控控技技術(shù)術(shù)的的發(fā)發(fā)展展趨趨勢勢第0章緒緒論論70年代代，，DNC的含含義義由由簡簡單單的的直直接接數(shù)數(shù)字字控控制制發(fā)發(fā)展展到到分分布布式式數(shù)數(shù)字字控控制制。。不不但但具具有有直直接接數(shù)數(shù)字字控控制制的的所所有有功功能能，，而而且且具具有有系統(tǒng)統(tǒng)信信息息收收集集、系統(tǒng)統(tǒng)狀狀態(tài)態(tài)監(jiān)監(jiān)視視以及及系統(tǒng)統(tǒng)控控制制等功功能能。。。。80年代代，，開開始始著著眼眼于于車間間的的信信息息集集成成，針針對對車車間間的的生生產(chǎn)產(chǎn)計計劃劃，，技技術(shù)術(shù)準(zhǔn)準(zhǔn)備備，，加加工工操操作作等等基基本本作作業(yè)業(yè)進(jìn)進(jìn)行行集集中中監(jiān)監(jiān)控控與與分分散散控控制制，，把把生生產(chǎn)產(chǎn)任任務(wù)務(wù)通通過過局局域域網(wǎng)網(wǎng)分分配配給給各各個個加加工工單單元元，，并并使使之之信信息息相相互互交交換換。。20世紀(jì)紀(jì)60年代代，，將將若若干干臺臺數(shù)數(shù)控控設(shè)設(shè)備備直直接接連連接接在在一一臺臺中中央央計計算算機(jī)機(jī)上上，，由由中中央央計計算算機(jī)機(jī)負(fù)負(fù)責(zé)責(zé)NC程序序的的管管理理和和傳傳送送。。目目的的主主要要是是為為了了解解決決早早期期數(shù)數(shù)控控設(shè)設(shè)備備因因使使用用紙紙帶帶輸輸入入數(shù)數(shù)控控加加工工程程序序而而引引起起的的一一系系列列問問題題和和早早期期數(shù)數(shù)控控設(shè)設(shè)備備的的高高成成本本等等問問題題。。59主要要內(nèi)內(nèi)容容（3）柔柔性性制制造造系系統(tǒng)統(tǒng)(FMS)CNC0.5數(shù)控控機(jī)機(jī)床床及及數(shù)數(shù)控控技技術(shù)術(shù)的的發(fā)發(fā)展展趨趨勢勢第0章緒緒論論柔性性制制造造系系統(tǒng)統(tǒng)（（簡簡稱稱FMS）是是由由數(shù)數(shù)控控加加工工設(shè)設(shè)備備、、刀刀具具系系統(tǒng)統(tǒng)、、物物料料儲儲運(yùn)運(yùn)裝裝置置、、質(zhì)質(zhì)量量檢檢控控和和計計算算機(jī)機(jī)控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)等等組組成成的的自動動化化制制造造系系統(tǒng)統(tǒng)。。FMS控制器對刀儀刀具I/O站裝卸站

加工中心A加工中心B換刀機(jī)器人物料運(yùn)輸小車中央刀庫中央托盤區(qū)FMS-500示意意圖圖60柔性性制制造造單單元元CNC0.5數(shù)控控機(jī)機(jī)床床及及數(shù)數(shù)控控技技術(shù)術(shù)的的發(fā)發(fā)展展趨趨勢勢第0章緒緒論論61柔性性制制造造系系統(tǒng)統(tǒng)CNC0.5數(shù)控控機(jī)機(jī)床床及及數(shù)數(shù)控控技技術(shù)術(shù)的的發(fā)發(fā)展展趨趨勢勢第0章緒緒論論62主要要內(nèi)內(nèi)容容（4）計計算算機(jī)機(jī)集集成成制制造造系系統(tǒng)統(tǒng)(CIMS)CNC0.5數(shù)控控機(jī)機(jī)床床及及數(shù)數(shù)控控技技術(shù)術(shù)的的發(fā)發(fā)展展趨趨勢勢第0章緒緒論論由一一個個多多級級計計算算機(jī)機(jī)控控制制硬硬件件結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，，配配合合一一套套訂訂貨貨、、銷銷售售、、設(shè)設(shè)計計、、制制造造和和管管理理綜綜合合為為一一體體的的軟軟件件系系統(tǒng)統(tǒng)所所構(gòu)構(gòu)成成的的全全盤盤自自動動化化制制造造系系統(tǒng)統(tǒng)。。包括括制制造造工工廠廠的的生生產(chǎn)產(chǎn)和和經(jīng)經(jīng)營營的的全全部部活活動動，，應(yīng)應(yīng)具具有有經(jīng)經(jīng)營營管管理理，，工工程程設(shè)設(shè)計計和和加加工工制制造造等等主主要要功功能能。。通通常常由由管理理信信息息分分系系統(tǒng)統(tǒng)、設(shè)計計自自動動化化分分系系統(tǒng)統(tǒng)、制造造自自動動化化分分系系統(tǒng)統(tǒng)、質(zhì)量量保保證證分分系系統(tǒng)統(tǒng)和計算算機(jī)機(jī)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)分分系系統(tǒng)統(tǒng)和數(shù)據(jù)據(jù)庫庫分分系系統(tǒng)統(tǒng)六個個部部分分組組成成。。63主要要內(nèi)內(nèi)容容（4）計計算算機(jī)機(jī)集集成成制制造造系系統(tǒng)統(tǒng)(CIMS)CNC0.5數(shù)控控機(jī)機(jī)床床及及數(shù)數(shù)控控技技術(shù)術(shù)的的發(fā)發(fā)展展趨趨勢勢第0章緒緒論論CIMS組成框架圖64主要要內(nèi)內(nèi)容容CNC0.5數(shù)控控機(jī)機(jī)床床及及數(shù)數(shù)控控技技術(shù)術(shù)的的發(fā)發(fā)展展趨趨勢勢第0章緒緒論論計算算機(jī)機(jī)集集成成制制造造系系統(tǒng)統(tǒng)CIMS系統(tǒng)統(tǒng)的的分分系系統(tǒng)統(tǒng)關(guān)關(guān)聯(lián)聯(lián)65CNC向高高速速度度、、高高精精度度方方向向發(fā)發(fā)展展向柔柔性性化化、、功功能能集集成成化化方方向向發(fā)發(fā)展展向智智能能化化方方向向發(fā)發(fā)展展向高高可可靠靠性性方方向向發(fā)發(fā)展展向網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)化化方方向向發(fā)發(fā)展展向標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)化化方方向向發(fā)發(fā)展展向驅(qū)驅(qū)動動并并聯(lián)聯(lián)化化方方向向發(fā)發(fā)展展第0章緒緒論論（5）數(shù)數(shù)控控技技術(shù)術(shù)發(fā)發(fā)展展趨趨勢勢0.5數(shù)控控機(jī)機(jī)床床及及數(shù)數(shù)控控技技術(shù)術(shù)的的發(fā)發(fā)展展趨趨勢勢66主要內(nèi)容主軸高速化：：采用電主軸軸（內(nèi)裝式主主軸電機(jī)），，即主軸電機(jī)機(jī)的轉(zhuǎn)子軸就就是主軸部件件。主軸最高高轉(zhuǎn)速達(dá)達(dá)100000r/min以上。主軸轉(zhuǎn)速速的最高高加（減減）速為為1.0g以上。。換刀速度度0.9秒（刀到到刀）2.8秒（切削削到切削削）工作臺（（托盤））交換速速度6.3秒數(shù)控技術(shù)術(shù)的發(fā)展展趨勢CNC向高速度度、高精精度方向向發(fā)展高速化第0章緒緒論67主要內(nèi)容容提高機(jī)械械設(shè)備的的制造和和裝配精精度；提高CNC系統(tǒng)的控控制精度度；采用誤差差補(bǔ)償技技術(shù)。CNC（5）數(shù)控技技術(shù)的發(fā)發(fā)展趨勢勢提高CNC系統(tǒng)的控控制精度度采用高速速插補(bǔ)技技術(shù)，以以微小程程序段實實現(xiàn)連續(xù)續(xù)進(jìn)給，，使CNC控制單位位精細(xì)化化;采用高分分辨率位位置檢測測裝置，，提高位位置檢測測精度（（日本交交流伺服服電機(jī)已已有裝上上106脈沖/轉(zhuǎn)的內(nèi)藏藏位置檢檢測器，，其位置置檢測精精