單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,模塊一 數(shù)控機(jī)床的基本知識(shí),1,模塊一 數(shù)控機(jī)床的根本知識(shí),數(shù)控機(jī)床認(rèn)識(shí)工程,工程一 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生,工程二 數(shù)控機(jī)床特點(diǎn),工程三 數(shù)控機(jī)床的構(gòu)成與工作原理,工程四 數(shù)控機(jī)床的分類(lèi),數(shù)控機(jī)床拓展工程,工程一 數(shù)控加工地位,工程二 數(shù)控機(jī)床開(kāi)展方向,2,數(shù)控機(jī)床認(rèn)識(shí)工程,模塊一 數(shù)控機(jī)床的根本知識(shí),工程一 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生,1.原因社會(huì)生產(chǎn)開(kāi)展軍備競(jìng)賽的產(chǎn)物 2.目的解決單件、中小批量精密復(fù)雜零件的加工問(wèn)題 3.時(shí)間1948 1952 1958 1959,3,模塊一 數(shù)控機(jī)床根本知識(shí)NC機(jī)床認(rèn)識(shí)工程,工程一 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生,第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床的研制是為了為美國(guó)空軍用整塊材料而不是將材料鉚接或焊接起來(lái)制造飛機(jī)上的大型零部件 1948年，美國(guó)帕森斯公司接受美國(guó)空軍委托，研制飛機(jī)螺旋槳葉片輪廓樣板的加工設(shè)備。由于樣板形狀復(fù)雜多樣，精度要求高，一般加工設(shè)備難以適應(yīng)，于是提出計(jì)算機(jī)控制機(jī)床的設(shè)想。1949年，該公司在美國(guó)麻省理工學(xué)院伺服機(jī)構(gòu)研究室的協(xié)助下，開(kāi)始數(shù)控機(jī)床研究，1952年試制成功第一臺(tái)由大型立式仿形銑床改裝而成的三坐標(biāo)數(shù)控銑床，不久即開(kāi)始正式生產(chǎn)。利用傳統(tǒng)工藝，如利用模塊或模板來(lái)加工，不僅耗時(shí)，而且本錢(qián)昂貴，工藝復(fù)雜，由于大型零件的外輪廓尺寸容易利用數(shù)學(xué)函數(shù)式來(lái)表達(dá)，在此根底上開(kāi)發(fā)一套控制系統(tǒng)來(lái)加工零件,并保證其精度。,1959年第一臺(tái)加工中心誕生。,4,模塊一 數(shù)控機(jī)床根本知識(shí)NC機(jī)床認(rèn)識(shí)工程,工程一 數(shù)控機(jī)床的根本概念,NC,數(shù)控技術(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)控Numerical ControlNC，是利用數(shù)字化信息對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)及加工過(guò)程進(jìn)行控制的一種方法。,(2)CNC,由于現(xiàn)代數(shù)控都采用了計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，因此，也可以稱(chēng)為計(jì)算機(jī)數(shù)控Computerized Numerical ControlCNC。,(3)數(shù)控系統(tǒng)Numerical Control System用來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化信息控制的硬件和軟件的整體,(4)數(shù)控裝置Numerical Controller數(shù)控系統(tǒng)的核心,。,5,模塊一 數(shù)控機(jī)床的根本知識(shí),我國(guó)第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床,6,模塊一 數(shù)控機(jī)床的根本知識(shí),1.用于復(fù)雜零件加工，加工精度和尺寸重復(fù)精度高,加工質(zhì)量穩(wěn)定性好2.柔性好，通用性強(qiáng)3.易于實(shí)現(xiàn)多功能、高復(fù)雜程度的控制4.加工生產(chǎn)率高5.減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,改善勞動(dòng)條件6.可靠性高,經(jīng)濟(jì)性好7.有利于向高級(jí)制造系統(tǒng)開(kāi)展 數(shù)控機(jī)床的缺乏之處：投資大、使用費(fèi)用高，維修維護(hù)難度大以及對(duì)技術(shù)人員的技術(shù)水平要求較高。,工程二 數(shù)控機(jī)床特點(diǎn)及工作原理,一、數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床的區(qū)別,7,模塊一 數(shù)控機(jī)床的根本知識(shí),1.批量小而又屢次重復(fù)生產(chǎn)的零件；多品種小批量生產(chǎn)的零件 用通用機(jī)床加工時(shí)，要求設(shè)計(jì)制造復(fù)雜的專(zhuān)用工裝或需很長(zhǎng)調(diào)整時(shí)間。圖1-3表示了通用機(jī)床、專(zhuān)用機(jī)床和數(shù)控機(jī)床加工批量與本錢(qián)的關(guān)系。從圖中可以看出，在多品種、中小批量生產(chǎn)情況下，采用數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)本錢(qián)更為合理。2.幾何形狀復(fù)雜的零件；幾何形狀復(fù)雜的零件 特別是形狀復(fù)雜、加工精度要求高或用數(shù)學(xué)方法定義的復(fù)雜曲線(xiàn)、曲面輪廓。從圖1-2中可以看出，數(shù)控機(jī)床非常適合加工形狀復(fù)雜的零件。3.貴重的、不允許報(bào)廢的關(guān)鍵零件；4.必須嚴(yán)格控制公差的零件。5.需要全部檢驗(yàn)的零件；6.試制件。也可采用快速成形機(jī),二、,數(shù)控機(jī)床的適用范圍,8,模塊一 數(shù)控機(jī)床的根本知識(shí),三、數(shù)控機(jī)床加工的缺乏之處,數(shù)控加工的缺乏之處1數(shù)控機(jī)床價(jià)格較貴，加工本錢(qián)高，提高了起始階段的投資。2技術(shù)復(fù)雜，增加了電子設(shè)備的維護(hù)，維修困難。3對(duì)工藝和編程要求較高，加工中難以調(diào)整，對(duì)操作人員的技術(shù)水平要求較高。,9,模塊一 數(shù)控機(jī)床的根本知識(shí),圖1-2 各種機(jī)床的使用范圍 圖1-3 各種機(jī)床的加工批量與本錢(qián)的關(guān)系,10,模塊一 數(shù)控機(jī)床根本知識(shí)構(gòu)成與工作原理,工程三 數(shù)控機(jī)床的工作原理及構(gòu)成,零,件,加,工,程,序,程,序,載,體,輸,入,裝,置,數(shù),控,裝,置,伺服驅(qū)動(dòng)裝置,輔助控制裝置,檢測(cè)反響裝置,機(jī),床,本,體,加,工,圖,紙,注：機(jī)床本體：機(jī)床主運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，輔助運(yùn)動(dòng),加,工,零,件,11,模塊一 數(shù)控機(jī)床根本知識(shí)構(gòu)成與工作原理,12,模塊一 數(shù)控機(jī)床根本知識(shí)構(gòu)成與工作原理,在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，要事先根據(jù)零件加工圖樣的要求確定零件加工的工藝過(guò)程、工藝參數(shù)和刀具參數(shù)，再按規(guī)定編寫(xiě)零件數(shù)控加工程序，然后通過(guò)手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入MDI方式或與計(jì)算機(jī)通訊等方式將數(shù)控加工程序送到數(shù)控系統(tǒng)，在數(shù)控系統(tǒng)控制軟件的支持下，經(jīng)過(guò)分析處理與計(jì)算后發(fā)出相應(yīng)的指令，通過(guò)伺服系統(tǒng)使機(jī)床按預(yù)定的軌跡運(yùn)動(dòng)，從而控制機(jī)床進(jìn)行零件的自動(dòng)加工。下面通過(guò)介紹數(shù)控機(jī)床的組成對(duì)這一過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明。,13,模塊一 數(shù)控機(jī)床根本知識(shí)構(gòu)成與工作原理,工程三 數(shù)控機(jī)床的構(gòu)成,操作面板,2.控制介質(zhì)與輸入輸出設(shè)備,3.通訊,4.CNC,裝置(,CNC,單元),5.伺服單元、驅(qū)動(dòng)裝置和測(cè)量裝置,6.PLC(,Programmable Logic Controller,)、,機(jī)床,I/O,電路和裝置,7.機(jī)床,14,模塊一 數(shù)控機(jī)床的根本知識(shí)分類(lèi),一、按加工工藝分 二、按控制刀具與工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)方式分 三、按伺服裝置的功能水平分類(lèi) 四、按聯(lián)動(dòng)軸數(shù)分 五、按控制系統(tǒng)的功能水平分類(lèi),工程四 數(shù)控機(jī)床的分類(lèi),15,模塊一 數(shù)控機(jī)床的根本知識(shí)分類(lèi)一,16,模塊一 數(shù)控機(jī)床的根本知識(shí)分類(lèi)一,立式綜合切削中心機(jī),臥式綜合切削中心機(jī),17,模塊一 數(shù)控機(jī)床的根本知識(shí)分類(lèi)一,盤(pán)型刀具庫(kù),鏈條型刀具庫(kù),有臂式的換刀臂,18,模塊一 數(shù)控機(jī)床的根本知識(shí)分類(lèi)一,19,問(wèn)題,1,、,NC,、,CNC,含義如何？,2,、按加工工藝分?jǐn)?shù)控機(jī)床分為哪幾類(lèi)？,20,模塊一 數(shù)控機(jī)床的根本知識(shí)分類(lèi)二,二、按控制刀具與工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)方式分,1.點(diǎn)位控制的數(shù)控機(jī)床,2.點(diǎn)位-直線(xiàn)控制的數(shù)控機(jī)床,3.輪廓控制的數(shù)控機(jī)床,21,模塊一 數(shù)控機(jī)床的根本知識(shí)分類(lèi)二,1.點(diǎn)位控制數(shù)控系統(tǒng)Positioning Control,僅能實(shí)現(xiàn)刀具相對(duì)于工件從一點(diǎn)到另一點(diǎn)的精確定位運(yùn)動(dòng)；,對(duì)軌跡不作控制要求；,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不進(jìn)行任何加工。,適用范圍：數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、數(shù)控沖床和數(shù)控測(cè)量機(jī)。,22,模塊一 數(shù)控機(jī)床的根本知識(shí)分類(lèi)二,2.點(diǎn)位-直線(xiàn)控制的數(shù)控機(jī)床Straight-line Control,不但要求實(shí)現(xiàn)刀具相對(duì)于工件從一點(diǎn)到另一點(diǎn)的精確定位運(yùn)動(dòng)；,控制刀具或機(jī)床工作臺(tái)以給定速度,沿平行于某一坐標(biāo)軸方向，或沿著與坐標(biāo)軸成一定角度的斜線(xiàn)方向，由一個(gè)位置到另一個(gè)位置的精確移動(dòng)并進(jìn)行切削加工。,適用范圍：數(shù)控鏜銑床、數(shù)控車(chē)床、加工中心等。一般情況下這些數(shù)控機(jī)床有兩到三個(gè)可控軸，但同時(shí)控制軸數(shù)只有一個(gè)。,23,模塊一 數(shù)控機(jī)床的根本知識(shí)分類(lèi)二,3.輪廓控制的數(shù)控機(jī)床Contour Control,具有控制幾個(gè)進(jìn)給軸同時(shí)諧調(diào)運(yùn)動(dòng)(坐標(biāo)聯(lián)動(dòng))，使工件相對(duì)于刀具按程序規(guī)定的軌跡和速度運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中進(jìn)行連續(xù)切削加工的數(shù)控系統(tǒng)。,運(yùn)動(dòng)軌跡是任意斜率的直線(xiàn)、圓弧、螺旋線(xiàn)等。,適用范圍：數(shù)控車(chē)床、數(shù)控銑床、加工中心等用于加工曲線(xiàn)和曲面零件的機(jī)床?，F(xiàn)代的數(shù)控機(jī)床根本上都是裝備的這種數(shù)控系統(tǒng)。,24,模塊一 數(shù)控機(jī)床的根本知識(shí)分類(lèi)三,三、按伺服裝置的功能水平分類(lèi),按數(shù)控系統(tǒng)的進(jìn)給伺服子系統(tǒng)有無(wú)位置測(cè)量裝置可分為,1開(kāi)環(huán)數(shù)控系統(tǒng),2閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)：根據(jù)位置測(cè)量裝置安裝的位置又可分為,1全閉環(huán),2半閉環(huán),開(kāi)環(huán)控制的數(shù)控機(jī)床,半閉環(huán)控制的數(shù)控機(jī)床,閉環(huán)控制的數(shù)控機(jī)床,25,模塊一 數(shù)控機(jī)床的根本知識(shí)分類(lèi)三,三、按伺服裝置的功能水平分類(lèi),1.開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)Open Loop Control,系統(tǒng)沒(méi)有位置反響元件，通常用功率步進(jìn)電機(jī)或電液伺服電機(jī)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)。精度主要取決于伺服元件和機(jī)床傳動(dòng)元件的精度、剛度和動(dòng)態(tài)特性。,特點(diǎn)：系統(tǒng)簡(jiǎn)單，調(diào)試維修方便，工作穩(wěn)定，本錢(qián)較低，步進(jìn)驅(qū)動(dòng)、步進(jìn)電機(jī)，無(wú)位置速度反響，控制精度較低,26,模塊一 數(shù)控機(jī)床的根本知識(shí)分類(lèi)三,2.閉環(huán)控制系統(tǒng)Closed Loop Control,在機(jī)床移動(dòng)部件上裝有位置檢測(cè)裝置，用偏差進(jìn)行控制，使移動(dòng)部件按照實(shí)際的要求運(yùn)動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)精確定位。精度主要取決于測(cè)量元件的精度。,優(yōu)點(diǎn)：精度高，采用交流或直流伺服驅(qū)動(dòng)及伺服電機(jī)，有直線(xiàn)位移、速度檢測(cè)裝置，價(jià)格貴，調(diào)試?yán)щy,主要用于：精度要求較高的機(jī)床。,27,模塊一 數(shù)控機(jī)床的根本知識(shí)分類(lèi)三,3.半閉環(huán)控制系統(tǒng)Semi-closed Loop Control,位置檢測(cè)裝置安裝在傳動(dòng)絲杠的端部，間接測(cè)量執(zhí)行部件的實(shí)際位置。,特點(diǎn)：精度介于開(kāi)環(huán)與閉環(huán)之間，調(diào)試方便，穩(wěn)定性好，應(yīng)用較廣。精度較高，采用交流或直流伺服驅(qū)動(dòng)及伺服電機(jī)，有角位移、角速度檢測(cè)裝置，結(jié)構(gòu)緊湊。,28,模塊一 數(shù)控機(jī)床的根本知識(shí)分類(lèi)四,四、按聯(lián)動(dòng)軸數(shù)分,2軸聯(lián)動(dòng)平面曲線(xiàn),3軸聯(lián)動(dòng)空間曲面，球頭刀,4軸聯(lián)動(dòng)空間曲面,5軸聯(lián)動(dòng)及6軸聯(lián)動(dòng)空間曲面，端銑刀。,聯(lián)動(dòng)軸數(shù)越多數(shù)控系統(tǒng)的控制算法就越復(fù)雜。,29,模塊一 數(shù)控機(jī)床的根本知識(shí)分類(lèi)五,五、按控制系統(tǒng)的功能水平分類(lèi),控制系統(tǒng)功能,高檔,中檔,低檔（經(jīng)濟(jì)型）,主軸功能,無(wú)級(jí)變速、,C,軸功能,機(jī)械變速,分辯率,0.1,m,1,m,10,m,進(jìn)給速度,15100,m/min,1524,m/min,815,m/min,伺服驅(qū)動(dòng),閉環(huán),半閉環(huán),開(kāi)環(huán),電機(jī),交、直流伺服電機(jī),步進(jìn)電機(jī),聯(lián)動(dòng)軸數(shù),24軸或25軸,23軸,通信功能,MAP，,聯(lián)網(wǎng)功能,RS232C、RS485,無(wú),顯示功能,三維圖形彩顯,CRT,圖形顯示,數(shù)碼或,CRT,字符,內(nèi)裝,PLC,有,有,無(wú),主,CPU,32位或64位,16位或32位,8位,30,模塊一 數(shù)控機(jī)床的根本知識(shí),數(shù)控機(jī)床拓展工程,工業(yè)化國(guó)家經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的50%日本至68%美國(guó)是由制造業(yè)創(chuàng)造的，制造業(yè)對(duì)開(kāi)展國(guó)家經(jīng)濟(jì)有決定性的影響，而開(kāi)展機(jī)床業(yè)是開(kāi)展制造業(yè)的根本。數(shù)控機(jī)床是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，是現(xiàn)代制造業(yè)的主流設(shè)備，是表達(dá)現(xiàn)代機(jī)床技術(shù)水平、現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)工藝水平的重要標(biāo)志，是關(guān)系國(guó)計(jì)民生、國(guó)防尖端建設(shè)的戰(zhàn)略物資。當(dāng)年的“東芝事件和“考克斯報(bào)告都與此有關(guān)。,工程一 數(shù)控加工地位,31,模塊一 數(shù)控機(jī)床的根本知識(shí),數(shù)控機(jī)床拓展工程,“東芝事件,1東芝賺錢(qián) 蘇聯(lián)獲利 2蘇日聯(lián)手 借道挪威1987年5月27日，日本警視廳逮捕了日本東芝機(jī)械公司鑄造部部長(zhǎng)林隆二和機(jī)床事業(yè)部部長(zhǎng)谷村弘明。東芝機(jī)械公司曾與挪威康士堡公司合謀，非法向前蘇聯(lián)出口大型銑床等高技術(shù)產(chǎn)品，林隆二和谷村弘明被指控在這起高科技走私案中負(fù)有直接責(zé)任。此案引起國(guó)際輿論一片嘩然，這就是冷戰(zhàn)期間對(duì)西方國(guó)家平安危害最大的軍用敏感高科技走私案件之一,克格勃從日本成功走私了一批高科技產(chǎn)品，大大降低了潛艇噪音，使美國(guó)海軍難以追蹤，美國(guó)海軍第一次喪失對(duì)蘇聯(lián)海軍艦艇的水聲探測(cè)優(yōu)勢(shì)，,直到今天，美國(guó)海軍仍沒(méi)有絕對(duì)把握去發(fā)現(xiàn)新型的俄羅斯?jié)撏А?數(shù)控加工地位,32,模塊一 數(shù)控機(jī)床的根本知識(shí),數(shù)控機(jī)床拓展工程,“考克斯報(bào)告 1999年的考克斯報(bào)告，專(zhuān)門(mén)提到中國(guó)把從美國(guó)進(jìn)口的16臺(tái)二手四、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床用于軍工生產(chǎn)，要求對(duì)我加強(qiáng)禁運(yùn)。,胡錦濤：對(duì)美中國(guó)無(wú)意追求貿(mào)易順差,工程一 數(shù)控加工地位,33,模塊一 數(shù)控機(jī)床的根本知識(shí),2002年，我國(guó)機(jī)床市場(chǎng)消費(fèi)額達(dá)59億美元，成為世界第一。我國(guó)數(shù)控機(jī)床總量供給能力非凡，產(chǎn)品品種無(wú)重要缺門(mén)空白，數(shù)控機(jī)床進(jìn)入成熟期。但與先進(jìn)國(guó)家相比尚有30-50年的差距。機(jī)床數(shù)控化率10%，數(shù)控機(jī)床應(yīng)用水平較低。,34,模塊一 數(shù)控機(jī)床的根本知識(shí),一、高速、高效,MOV1,高速銑削,工程二 數(shù)控機(jī)床開(kāi)展方向,35,模塊一 數(shù)控機(jī)床的根本知識(shí),二、多功能三、智能化四、高精度五、高可靠性六、柔性化,36,模塊一 數(shù)控機(jī)床的根本知識(shí),信息化的車(chē)銑加工中心,37,主編：,撰稿教師：以姓氏為序,制作：,責(zé)任編輯：,電子編輯：,謝謝觀看！,38,