数控技术与编程ppt课件

常用的测量部件有：脉冲编码器，旋转 变压器，感应同步器等。
5、机床本体
是用于完成各种切削加工的机械部分。 数控机床采用高性能的主轴及进给伺服驱动
3、数控系统：用来实现数字化信息控制的硬件和软件的整 体称为数控系统，其核心是数控装置。 它包括数控装置，可编程序控制器，主轴驱动及进给装 置等部分。数控系统是一种控制系统，它能够自动完成信息
的输入，译码，运算，从而控制机床的运动和加工过程。
二、机床数字控制的 原理：
数控机床的加工，首先要将被加工零件图 上的几何信息和工艺信息数字化，按规定 的代码和格式变成加工程序。
本门课的性质及重要性
机械制造业是国民经济的基础产业，是支 撑整个工业和国民经济发展的基石，随着 科学技术的高速发展，制造业发生了根本
性的变化，普通机械将逐步被高效、高精 度的数控机械所替代。机床的数控化率已
成为衡量一个国家工业发展水平的重要标 志
相关课程如下：பைடு நூலகம்
高等数学、英语、计算机应用基础、工程 力学、机械设计与制造、互换性与测量基 础、电工与电子技术、自动控制原理、计 算机应用技术、计算机辅助制图、程序设 计语言、微机原理与接口技术、测试技术、 控制系统工程、现代制造技术、CAD/CAM。
2.数控装 置
是指一台专用计算机或通用计算机与输入输出接 口板以及机床控制接口（可编程控制器） ，所组成 的控制装置。它接受来自控制介质的程序和数据，
并按输入信息的要求完成数值计算，逻辑判断和输 入输出控制等功能，主要作用是实现机床辅助功能
M，主轴转速功能S和换刀功能T的控制。
SIEMENS(西门子)
是由于数控机床具有多坐标轴联动功能，
并可能按零件加工的要求变换加工程序，
首先在航天航空等领域获得应用，在复杂
曲面的模具加工，螺旋桨及涡轮叶片的加
工中，得到广泛应用 。
4. 可以实现一机 多用
加工中心可以自动换刀，一次装夹后几乎 能完成零件的全部部位的加工，节省了设 备和厂房。
5.提高经济效率
数控机床主要是自动加工，能自动换 刀，起停切削液，自动变速等，其大部分 操作不需人工完成，因而改善了劳动条件， 由于操作失误减少，也降低了废品、次品 率。
（1）掌握一定的基础知识，包括数控机床基本结 构，NC加工基本原理，机械加工工艺及必要的CAD 基础等。
（2）全面地理解和掌握NC编程的基本过程和关键 技术。
（3） 熟练运用一种CAD/CAM软件。 （4） 有丰富的实际加工经验。有时还需掌握一
些相关学科的知识和经验（如模具等）。
判别一个NC程序员水平的主要依据 如下：
（1） 所编制的NC程序的质量。 （2） NC程序的工作效率。 （3）NC程序的可靠性和规范化程度（包
括工艺规划，数据文件管理，保存和交接 的规范化程序等）。
§1—2 数控机床的组成及分类
一、数控机床的组成 一般由控制介质、数控装置、伺服系统、
测量反馈装置和机床主机组成。
控制 介质
数控 装置
常用的控制介质有标准的纸带、磁带和磁盘等。
1. 控制介质
控制介质上记裁的加工信息经输入装置输送给数 控装置。
常用的输入装置有光电纸带输入机、磁带录音机 和磁盘驱动器等。
微机控制的数控机床， 用操作面板 上的按钮和 键盘将加工程序直接用键 盘输入，并在CRT显示 器上显示。
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2.数控装置 数控装置是数控机床的核心。 接受输入装置输入的加工信息，经过数控装置 的系统软件或逻辑电路进行译码、运算和逻辑处理后， 发出相应的脉冲送给伺服系统，通过伺服系统控制机 床的各个运动部件按规定要求动作。
在数控机床上加工，能准确地计算零件加 工时间，加强了零件的计时性，便于实现 生产规划调度，简化和减少了检验，工具 夹准备，半成品调度等管理工作。数控机 床具有的通信接口，可实现计算机之间的 联接。组成工业局部网络（LAN），采用制 造自动化协议（MAP）规范，实现生产过程 和计算机管理与控制。
高水平的NC程序员应当具备以下的 条件：
数控技术是关系到国家战略地位和体现国 家综合国力水平的重要基础性产业，其水 平高低是衡量一个国家制造业现代化程度 的核心标志，专家们曾预言：机械制造的 竞争，起实质是数控的竞争。
东芝事件、考克斯报告！
东芝事件
20世纪80年代初，由于日本东芝机械公司背着巴黎统筹 委员会，向前苏联出售高精密的加工船用螺旋桨的数控 机床一事，造成了震动国际政坛的“东芝事件”。
东芝事件
效果：
前苏联新型攻击核潜艇的噪声降到原来的1／10 及到1％，美国潜艇必须靠近到20海里以内才能发现并 跟踪前苏联潜艇。美国若要保持其优势，必须改进反 潜系统，估计需要花费200至400亿美元。事情败露后， 日本通产省宣布在一年内禁止东芝机械公司向14个国 家出口产品，仅此一项使东芝机械公司损失1亿美元。
它是商品
数控技术是国际贸易的重要构成，发达国家 把数控机床视为具有高技术附加值，高利润 的重要出口产品，世界贸易额逐年增加.
1995年以来，我国已经成为数控机床的世界第二 大消费国和第二大进口国
它是产业的水准
数控技术是提高产品质量、提高劳动生产率 必不可少的物质手段；是国家的战略技术
基于它的相关产业是体现国家综合国力水平 的 重要基础性产业；
轮廓控制or连续轨迹控制
通常把“填补空白”的“数据密化”工作 称为插补，把计算机插补点的运算称为插 补运算。把实现插补运算的装置叫作插补 器。
三、数控机床及加工特点
一汽-大众总装车间轿车装配线 刚性自动化
摩托车发动机箱加工柔性生产线（FMS）
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三、数控机床的优点
1.提高生产率； 2. 加工精度高,产品质量稳定； 3.有广泛的适应性和较大的灵活性；
数控技术是基 础
数控技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化 生产的基础，现代的CAD/CAM（计算机辅助设计与 制造）DNC（群控）、FMS（柔性制造系统）、 CIMS（计算机集成制造系统）等都是建立在数控 技术之上的。（FMC柔性制造单元）
CIMS :FA(工厂自动化)：OA（办公自动化） FMS（柔性制造系统）
信息数字化就是把刀具与工件的运动坐标 分割成一些最小单位量，即最小位移量， 数控系统按照程序的要求，经过信息处理， 分配，使坐标移动若干个最小位移量，实 现刀具与工件的相对运动，完成零件的加 工。
1.点对点的控制（point to point 严格控制点到点之c间o的nt距r离ol，）而与所走的路径无关 。
4. 可以实现一机多用； 5. 提高经济效率； 6. 不需要专用夹具；
7.大大地减轻了工人的劳动强度；
三、数控机床的优点
1.提高生产率；
一台数控机床可代替5~7台普通机床，数控机床的生 产率较普通机床的生产率高2~3倍，尤其是某些复杂零件 的加工，生产率可提高几十倍。这是因为数控机床加工能 会合理选用切削用量，机加工时间短。又由于其定位精度 高，停机器检测次数减少，加工准备时间也因采用通用夹 具而大大缩短。
6.不需要专用夹 具
普通的通用夹具就能满足数控加工的要求， 节省了专用夹具设计、制造和存放的费用。
7.大大地减轻了工人的劳 动强度
数控机床主要是自动加工，能自动换刀， 起停切削液，自动变速等，其大部分操作 不需人工完成，因而改善了劳动条件，由 于操作失误减少，也降低了废品，次品率。
8.生产管理水平提 高
特点：是不但对坐标的移动量进行控制， 对各坐标的速度及它们之间的比率也进行 控制。如下图：
l 2、轮廓控制or连续轨迹控制（contouring or continous path control）
X
L3
L4
△Y
L5
△X
L2
L6
L
L1
T
Y
图1.2 轮廓控制
不仅对坐标的移动量进行控制，而且对各坐标的速度及它们之间 比率都要行严格控制，以便加工出给定的轨迹。
轮廓控制or连续轨迹控制
直线插补：用直线来模拟被加工零件轮廓曲线 称为直线插补。
圆弧插补：用圆弧来模拟被加工零件轮廓曲 线称为圆弧插补。
用其它二次曲线或高次函数模拟被加工轨迹轮 廓称为二次曲线插补。（如：抛物线插补）或 高次函数插补（如：螺旋线插补）。这些插补 的算法称为插补运算。
大多数机器零件的形状，一般都是由一些简单 的几何元素（直线，圆弧等）构成。在数控机 床上是加工直线or圆弧，实质上是数控装置根 据有关的信息指令进行的“数据密化”工作，
据统计，前苏联有256艘攻击型核潜艇，而美国只有96艘， 但美国的核潜艇噪声小，苏联的核潜艇噪声大。 一般 情况下，美国的反潜系统在距前苏联核潜艇200海里时， 便能发现它并辨别其特征。
东芝事件 核潜艇的噪音主要是由螺旋桨造成
东芝事件
1981年，前苏联谋求从日本东芝机械公司进口MBP－10
铣床。巴黎统筹委员会绝对禁止向经互会成员国出口。
FANUC(日本的法那克)
FAGOR (西班牙的发哥)。
3、伺服系统
是接受数控装置的指令，驱动机床执行 机构运动的驱动部件，如主轴驱动、进 给驱动。包括伺服电路，功率放大线路 和伺服电机等，伺服电机有：步进电机， 电液马达，交直流伺服电机。
4、测量反馈装置：
该装置由测量部件和相应的测量电路组 成，用来检测速度和位移，并将信息反 馈给数控装置构成闭环控制系统。
本门课达到的目的： 了解数控技术的名词概念，控制机理，
能会基本的手工编程和自动编程。
第一章 概论
§1—1机床数字控制的基本
概念
1、数控技术：（简称数控）：Numerical control 它是利用数字化的信息实现机床控制（对机床运动及加工过 程进行控制）的一种方法。
2、数控机床：用数控技术实施加工控制的机床or装备了数 控系统的机床称为数控（NC）机床。