数控系统及精密机械加工的定义
机加工定义
机加工及机加工的14个子工艺定义机加工是指通过加工机械精确去除材料的加工工艺。
机械加工主要有手动加工和数控加工两大类。
手动加工是指通过机械工人手工操作铣床、车床、钻床和锯床等机械设备来实现对各种材料进行加工的方法。
手动加工适合进行小批量、简单的零件生产。
数控加工（CNC）是指机械工人运用数控设备来进行加工，这些数控设备包括加工中心、车嫌工中心、电火花线切割设备、螺纹切削机等。
目前，绝大多数的机加工车间都采用数控加工技术。
通过编程，把工件在笛卡尔坐标系中的位置坐标（X，Y，Z）转换成程序语言，数控机床的CNC控制器通过识别和解释程序语言来控制数控机床的轴，自动按要求去除材料，从而得到精加工工件。
数控加工以连续的方式来加工工件，适合于大批量、形状复杂的零件。
机加工车间可采用CAD/CAM（计算机辅助设计计算机辅助制造）系统对数控机床自动编程。
零件的几何形状从CAD系统自动转换到CAM系统，机械工人在虚拟的显示屏上选择各种加工方法。
当机械工人选定某种加工方法后，CAD/CAM系统可以自动输出CNC代码，通常是指G代码，并把代码输入到数控机床的控制器中以进行实际的加工操作。
机加工工艺包括：五轴加工、陶瓷加工、化学数控加工、放电加工、放电钻孔加工、数控钛、紧急施工/现场加工、铸件加工、磨削加工、细微加工（微小件加工）、塑料加工、车削加工、螺纹加工、瑞士车加工等。
什么是五轴加工?相对于常见的三轴（X、Y、Z三个自由度）加工，五轴加工（5轴加工）是指当加工几何形状比较复杂的零件时，需要加工刀具能够在五个自由度上进行定位和连接。
五轴加工所采用的机床通常称为五轴机床或五轴加工中心。
五轴加工常用于航天领域，加工具有自由曲面的机体零部件、涡轮机零部件和叶轮等。
五轴机床可以不改变工件在机床上的位置而对工件的不同侧面进行加工，可大大提高棱柱形零件的加工效率。
什么是陶瓷加工?陶瓷加工车间专门对陶瓷进行加工。
陶瓷加工需要有特殊的加工刀具和加工工艺。
数控机床及加工中心概论
• 2. 1 数控机床及加工中心的定义 • 2. 2 数控机床及加工中心的发展历程 • 2. 3 数控机床及加工中心的组成和工作原理 • 2. 4 数控机床的分类 • 2. 5 加工中心的分类 • 2. 6 数控机床及加工中心的用途
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2. 1 数控机床及加工中心的定义
一个回转运动坐标, 工件一次装夹后完成四个侧面的加工, 特别适于加 工箱体类工件。如图2-3 所示的大型卧式加工中心配置有交换工作台, 可使工件的装卸、调整时间与切削加工时间重合。 • 2. 5. 1. 2 立式加工中心
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2. 5 加工中心的分类
• 立式加工中心主轴的轴线为垂直设置, 一般具有三个直线运动坐标, 也 可以在工作台上安装一个水平轴(第四轴) 的数控回转台, 如图2-4 所 示, 用于加工螺旋线类的工件。立式加工中心适于加工盘类、套类和 板类工件。
• 精密级加工中心, 定位精度介于2~10μm 的加工中心(以5μm 较多)。
• 2. 5. 5 按自动换刀装置分类
• 2. 5. 5. 1 转塔头加工中心 • 转塔头加工中心有立式和卧式两种, 用转塔的转位来换主轴头, 以实现
自动换刀。主轴数一般为6~12 个, 换刀时间短, 主轴转塔头定位精度 要求较高。钻削加工中心多采用转塔头式自动换刀装置。
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2. 4 数控机床的分类
• 2. 4. 1 按工艺用途分类
• 2. 4. 1. 1 普通数控机床 • 普通数控机床主要包括数控车床、数控铣床、数控镗床、数控钻床、
数控刨床和数控磨床等。 • 普通数控机床按切削工艺的分类见表2-2。 • 2. 4. 1. 2 加工中心 • 在普通数控机床上加装刀库和自动换刀装置, 构成一种带自动换刀系
《数控机床原理》课件
02
数控机床的工作原理
数控装置的工作原理
数控装置是数控机床的指挥中心，它按照输入的程序 指令，经过计算和处理后，输出脉冲信号给伺服系统
，控制机床各部分按规定的动作进行加工。
输标02入题
数控装置主要由输入输出装置、数控装置和主控制装 置组成。
01
03
数控装置根据输入的加工程序进行计算和处理，输出 脉冲信号给伺服系统。
数控机床的环保措施
01
02
03
减少噪音污染
优化机械部件的设计和装 配工艺，降低数控机床运 行时的噪音。
控制废气排放
采用低污染的液压和润滑 系统，减少废气的排放。
废弃物处理
建立废弃物分类处理系统 ，对油污、金属屑等废弃 物进行妥善处理，以减少 对环境的污染。
数控机床的能效管理与节能技术
能源监测与控制
确定加工工艺
根据图纸和加工要求，确定加 工的顺序、刀具、切削参数等
。
建立坐标系
根据工件和机床的实际情况， 建立合适的坐标系，以便描述 刀具的运动轨迹。
编写加工程序
根据加工工艺和坐标系，使用 数控编程语言编写加工程序。
程序调试和优化
在数控机床上对加工程序进行 试运行，检查程序的正确性和 加工效果，根据需要进行调整
通过能源监测系统实时监 测数控机床的能耗情况， 实现能源的有效控制和管 理。
高效传动系统
采用高效传动部件，如高 精度轴承和齿轮，降低机 械损失和能耗。
空调节能技术
合理利用数控机床内部的 空调系统，保持适宜的工 作温度，降低能耗。
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THANKS
写加工程序；自动编程指利用 CAD/CAM软件，通过计算机辅
助计算和生成加工程序。
数控加工工艺基础ppt
模具类零件的数控加工工艺
• 模具类零件的数控加工工艺主要涉及铣削、磨削、钻孔和电火花加工等加工方 法。在铣削和磨削过程中，需要选择合适的刀具、切削参数和冷却方式，以确 保加工精度和表面质量。同时，还需要对工件进行装夹和定位，以减小加工误 差。
• 板类零件的数控加工工艺流程一般包括粗铣、半精铣、精铣等工序。在粗铣阶 段，主要去除余量，留有余量供后续加工；在半精铣阶段，对工件进行半精加 工，为精铣做准备；在精铣阶段，对工件进行精细加工，确保精度和表面质量 。
• 在钻孔和攻丝加工中，需要选择合适的钻头、丝锥和切削参数，以确保钻孔和 攻丝的质量和效率。同时，还需要注意工件的装夹和定位精度，以及切削液的 使用。
• 轴类零件的数控加工工艺还需要注意工件的装夹和定位精度，以及切削液的使 用。合理的装夹方式和切削液能够有效减小加工误差和提高表面质量。
板类零件的数控加工工艺
• 板类零件的数控加工工艺主要涉及铣削、钻孔和攻丝等加工方法。在铣削过程 中，需要选择合适的刀具、切削参数和冷却方式，以确保加工精度和表面质量 。同时，还需要对工件进行装夹和定位，以减小加工误差。
总结词
装夹方案的确定是数控加工工艺设计中的重要环节，合理的装夹方案能够有效提 高加工效率和质量。
详细描述
在确定装夹方案时，需要考虑零件的结构特点、装夹方式、夹具设计等因素。同 时，还需要根据现有设备和工艺条件进行选择和优化，确保装夹方案的可行性和 经济性。
刀具进给路线的确定
总结词
刀具进给路线的确定是数控加工工艺设计中的重要环节，合理的刀具进给路线能够有效提高加工效率和质量。
数控技术
O2 O3
O1
X
Z
10
rr rr rr rr r rr rr
5 5
rr ` rr r
数控机床的坐标系
直线进给和圆周进给 运动坐标系
规定直线进给运动用右手直角 笛卡尔坐标系XYZ表示，称基 本坐标系
+Y +Y +B +Z ¡ ¯ ¡ +X ¯ +X +C +A ¡ +Z +Y ¯ +X +Z +X +Y+Z
主轴控 制模块
(CPU)
(CPU)
I/O单元
(CPU)
伺服驱动单元 主轴单元
共享总线结构
RAM/EPROM EPROM
键盘 字符 发生器
一、等间距的直线逼近的节点计算
y f ( x)
x
计算简单，但由于取定步长应保证曲线曲率最大处的逼近 误差小于允许值，所以程序可能过多
二、等弦长直线逼近的节点计算
1）确定允许的弦长： 由于曲线各处的曲率不等，等弦长逼近后，最大误差必在 曲率半径最小处。 2 2
l 2 Rmin ( Rmin )
多机系统：CNC装置中有两个或两个以上的CPU，即
系统中的某些功能模块自身也带有CPU。 细分为：多主结构、分布式结构
单机或主从结构模块的功能介绍
标准PC计算机 计算机主板 系 显示卡 I/O设备 多功能卡 统 总 线 （ ） 位置控制板1
…
控制面板
PLC模块
机床I/O
主轴控制模板
速度控制单元1
程序编制中的数学处理
非圆曲线的节点计算
仪器制造工艺学2——精密机械加工(2)
金刚石车床 加工4.5mm陶瓷球
图 金刚石车床及其加工照片
金刚石车床主要性能指标
表1 金刚石车床主要性能指标
最大车削直径和长度 /mm 最高转速 r/min 最大进给速度mm /min 数控系统分辩率 /μm 重复精度(±2σ) / μ m 主轴径向圆跳动 / μ m 主轴轴向圆跳动 / μ m 滑台运动的直线度 / μ m 横滑台对主轴的垂直度 / μ m 主轴前静压轴承（φ100mm）的刚 径向 度 /（N/μm） 轴向 主轴后静压轴承（φ80mm）的刚度 /（N/μm） 纵横滑台的静压支承刚度 /（N/μm）
超精密切削加工发展：20世纪60年代发展 起来的新技术，在国防和尖端技术领域具有重 要地位。 服从金属切削的普遍规律，但由于切削层 极薄，所以又具有一定的特殊性。 发展方向： 1、基本理论和工艺； 2、设备的精度、动态性及热稳定性； 3、精度检测和误差补偿； 4、环境控制技术； 5、加工材料。
精密磨削加工
刀具磨损、破损及耐用度
金刚石刀具可分为：机械磨损、破损和碳化磨损。(前 两种比较常见) 金刚石刀具破损的原因有：裂纹（结构缺陷）、破碎 （金刚石较脆）、解理（破坏晶面结构）。 刀具磨损分为：初期磨损阶段、正常磨损阶段、急剧 磨损阶段。 天然单晶金刚石是目前已知最硬的材料，是精密切削 中最重要的刀具。其磨损或破损到不能使用的标志是 加工表面的粗糙度超过规定值。耐用度以其切削路程 的长度表示。
切削热的来源：
1、弹塑性变形消耗功——热； 2、摩擦消耗功——热。 切削热通过改变切削温度影响切削过程。 切削温度是指:切屑、工件和刀具接触表面上的平均 温度。
刀具刀尖的温度最高，对切削过程的影的比例随刀具材料、切削用量及刀具几何 角度、加工情况等的变化有所不同。其中切削传 出的热量最多。采用微量切削方法进行精密切削 时，需要采用耐热性高、耐磨性强，有较好的高 温硬度和高温强度的刀具材料。
数控技术在智能制造中的应用及发展
一、数控技术的定义和基本原理1.1 什么是数控技术数控技术是一种以数字信号为控制指令，对机床、自动化装置和其他生产设备进行自动化控制的技术，它将数字化的信息传输到机床上，从而实现机床的自动加工。
数控技术的应用领域非常广泛，不仅可以用于金属加工，还可以用于木工、陶瓷等材料的加工。
1.2 数控技术的基本原理数控技术的基本原理是通过计算机控制系统，将数字化的加工程序信息传输到机床上，从而实现工件的自动加工。
数控技术的核心是数控系统，它包括数控设备和数控编程两部分。
数控设备主要包括数控机床、数控工作台等，而数控编程则是将人工编制的加工工艺通过计算机编程软件转化为机床可执行的加工程序。
二、数控技术在智能制造中的应用2.1 数控技术在智能制造中的地位智能制造是当前制造业的发展趋势，其核心是通过信息技术、自动化技术和智能化技术实现制造过程的智能化。
而数控技术作为智能制造的核心技术之一，其应用在智能制造中具有重要的地位。
数控技术不仅可以提高生产效率，降低生产成本，还可以实现个性化定制和灵活生产。
2.2 数控技术在智能制造中的应用案例数控技术在智能制造中的应用案例非常丰富。
例如在汽车制造领域，数控技术可以实现汽车零部件的精密加工，提高汽车的制造质量和性能；在航空航天领域，数控技术可以实现飞机零部件的高精度加工，保障飞机的飞行安全；在家居设计领域，数控技术可以实现家具等产品的个性化定制，满足消费者个性化需求。
三、数控技术在智能制造中的发展趋势3.1 数控技术在智能制造中的发展现状当前，随着智能制造的不断发展，数控技术在智能制造中的应用越来越广泛。
在工业机器人、3D打印、柔性制造系统等领域，数控技术已经成为智能制造的重要支撑技术。
3.2 数控技术在智能制造中的发展趋势未来，随着人工智能、大数据、云计算等技术的不断发展，数控技术在智能制造中的应用将更加广泛。
智能数控机床将会实现智能化的生产调度和过程监控，柔性制造系统将会实现高度自动化和个性化定制，工业机器人将会实现更加智能、灵活的生产。
什么叫数控机床经常提到的CNC是什么意思
什么叫数控机床?经常提到的“CNC”是什么意思？国际信息处联盟第五技术委员会对数控机床的定义是这样的：数控机床是一种安装了程序控制系统的机床。
该系统能逻辑地处理具有使用号码或其他符号编码指令规定的程序。
“CNC”中第一个“C是”英文“计算机”的第一个字母，“N”是英文“数字”的字头；最后一个字母“C”是英文“控制”的第一个字母。
所以“CNC”系统用汉语说就是“计算机数字控制系统”。
“CNC”系统是数控机床的核心部分。
数控机床功能的强弱主要是由数控功能确定的。
数控装置数控装置是数控机床的核心(相当于人的大脑),它所想要完成的工作通过伺服系统(相当于人的神经系统)带动机床运动，测量及反馈系统（相当于人的眼睛等感觉器官），把机床的工作状态急时告诉数控装置。
数据传输系统的作用是：由于数控装置的容量有限，各种控制信息要靠数控装置以外的其它计算机等携带和传输，就像人的记忆有限，工作时常常要做些记录，翻翻笔记本似的。
数控机床到底控制的是什么？从数控机床最终要完成的任务看,主要有以下三个方面:1)主轴运动控制;2)进给运动控制(也就是对工作台运动的控制);3) 输入/输出(I/O) 控制,也就是对机床的各种状态的控制.如:冷却、润滑、起停刀具自动交换等。
步进电机与交流伺服电机的特点、区别是什么？1)步进电机一般用于开环伺服系统，由于没有位置反馈环节，固位置控制的精度由步进电机和进给丝杠等等来决定。
虽档次低了点，但是结构简单价格较低。
在要求不高的场合仍有广泛应用。
在数控机床领域中大功率的步进电机一般用在进给运动（工作台）控制上，但是就控制性能来说其特性远不如交流伺服电机。
振动、噪音也比较大。
尤其是在过载情况下，步进电机会产生失步，严重影响加工精度。
所以步进电机最常用的还是在对普通机床的数控化改造上。
由于要改造的机床一般都是旧机床，所加工的对象一般是形状虽然较复杂，但是精度要求并不很高。
所以用步进电机是再合适不过了。
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数控系统及精密机械加工的定义
数控机床应具备并实现语音、图形、视频和文本的通信功能。
通过网络信息的共享，生产计划调度部门可以实时监控机床工作状态和加工进度，向网络信息的其他使用部门传递共享信息，在网络上观察加工过程、统计报表、跟踪生产进度、查看故障报警、在线诊断及帮助排除故障。
数控系统采用了最新的自动化技术和产品，均具有模块化、开放、灵活而又统一的结构，提供了可视化界面和网络集成功能，具备多通道多数控轴功能，适用于所有工艺。
此外，采用最新芯片技术的超高速处理器等高端硬件和光纤传输技术在新型的数控系统中得到应用，大幅度提高了数控系统的性能。
现在的精密零件加工并不仅仅指数控机床对工件的加工速度要高要快，生产的产品精度更高，还要求数控机床在工件加工的整个过程中都要高速运转、精确定位，以减少工件在准备、加工、转运、收储等各个环节占用的时间，综合提高工厂的生产效率，降低生产成本。
更高精度的机械产品在实际使用中会带来更多的益处，如减少运转过程中的摩擦和发热，降低能源损耗，使整机运转更加平稳可靠，减少故障出现的几率等。
为了实现高速高精度的目标，自动化产品厂商们加大了技术投入和开发力度，研发了更多的自动化产品应用于数控机床，如直线电机、电主轴、更高线数的编码器、精度更高更稳定的光栅尺等，这些自动化产品为数控机床实现高速高精度功能提供了强有力的支持。
当今的机械加工更趋向于高精度、多品种、小批量、低成本、短周期和复杂化的加工，复合加工是数控机床的一个重要技术发展方向。
复合功能使数控机床显着提高了工件成品的生产速度，能够大大消除散列工序加工过程中的运输、装夹及等待时间，使加工周期大大缩短并降低加工车间的在制品数量。
工件在机床上只有一次装夹定位，既减少了加工辅助时间，又提高了工件的加工精度。
显然，复合加工机床对自动化产品的要求更高。
复合功能的实现依赖于针对工件和刀具的实时检测与智能判断、数据运算、刀具管理及系统控制。
高灵敏度的探针、高速处理芯片、体积更小、响应速度更快的传感器和执行器等自动化产品和技术在机床上将会得到更为广泛的应用。
上海浦沃动力机械制造有限公司引进日本先进的发那科立式加工中心，此款机床上数控系统也是当今世界最为先进的，语音、图像、视频和文本等功能，应有尽有，使得公司生产出来的精密零部件不但精度高，而且效率也高，同时减少了没必要的浪费，拥有很好的加工速度和实力。
精密机械加工企业，我看好上海浦沃动力。