主講：機床數控技術NumericalControltechnologyofmachinetools第一章緒論課程代號：01332120

授課學時：32學時課程性質：專業核心課/必修課程目標及對畢業要求指標點的支撐：課程目標支撐畢業要求指標點畢業要求1.能正確表達CNC軟硬件系統架構，提供開環伺服系統調速方法并能采取措施提供精度，具備采用合理的檢測裝置構建進給伺服系統的能力。2-3能正確表達機械工程復雜問題的解決方案。2.問題分析：能夠應用數學、自然科學和工程科學的基本原理，識別、表達，并通過文獻研究分析機械設計制造及其自動化復雜工程問題，以獲得有效結論。2.具備能運用逐點比較法、數字積分法和數據采樣法的基本原理實現數控數控機床輪廓控制的能力。2-4能運用應用數學、自然科學和工程科學的基本原理獲得機械工程復雜問題有效結論。3.具備中等難度零件數控加工程序的編制、分析和調試能力；具備數控加工的工藝、工裝設計能力。3-2能夠設計機械系統的單元（部件），制定其制造工藝流程。3.設計/開發解決方案：能夠設計針對機械設計制造及其自動化復雜工程問題的解決方案，設計滿足特定需求的材料成形模具裝備和成形工藝，并能夠在設計環節中體現創新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環境等因素。課程總體簡介第一章緒論第二章數控加工工藝基礎第七章數控機床機械結構第六章數控機床伺服系統第五章計算機數控裝置第四章數控機床輪廓控制原理第三章數控加工編程課程內容目錄第八章數控機床故障診斷第一節概述第二節數控機床的特點和分類第三節數控機床的發展歷程、現狀與趨勢本章內容第一章緒論1.1.1數控技術的基本概念☆數字控制(NumericalControl)技術

簡稱數控(NC)技術，指用數字化信息進行控制，其控制對象可以是各種生成過程。早期用硬件邏輯電路構建數控系統；目前，廣泛采用通用或專用計算機組建數控系統，即計算機數控(簡稱CNC)。采用數控技術的自動控制系統稱為數控系統。目前，數控技術已廣泛應用于金屬切削機床、三坐標測量儀、工業機器人、數控繪圖儀，數控雕銑機和木工機床等機械設備。第一節概述1.1.1數控技術的基本概念(續)☆數控機床(Numericalcontrolmachinetools,NC)

數字控制機床的簡稱，是一種裝有程序控制系統的自動化機床。按圖紙要求的形狀和尺寸，采用控制編碼和指令規定的程序自動地將零件加工出來。數控機床較好地解決了復雜、精密、小批量、多品種零件的加工問題，是一種典型的機電一體化產品。現代數控機床一般是計算機數字控制，縮寫即是CNC。第一節概述

加工制造和生產過程數控化，是當今制造業的發展方向，也是智能制造的技術基礎。數控產業關系國家戰略地位，體現國家制造業的裝備水平。VS第1軸PLC數控裝置

(計算機)進給伺服單元進給驅動單元檢測裝置主軸伺服單元主軸驅動單元主運動機構

進給運動機構輔助控制機構機床本體機床I/O口和驅動控制面板鍵盤顯示器通訊接口第n軸進給伺服單元進給驅動單元檢測裝置……數控系統第一節概述1.1.2數控機床的組成控制面板輸入輸出裝置鍵盤顯示屏通訊口廣州數控GDK980T第一節概述1.1.2數控機床的組成(續)第一節概述1.1.3數控機床的工作流程

根據所編數控加工程序(NC程序)，自動控制機床部件運動，從而加工出符合圖紙要求的零件。第二節數控機床的特點和分類1.2.1數控機床的特點與通用機床和專用機床相比，數控機床具有以下主要特點。加工精度高，產品質量穩定可加工復雜異形零件勞動生產率高加工零件的適應性強，靈活性好工人勞動強度小生產管理水平高第二節數控機床的特點和分類1.2.2數控機床的適用范圍

中小批量的零件需要多次改型設計的零件加工精度要求高、結構形狀復雜的零件，如箱體類，曲線、曲面類零件難測量、難控制進給、難控制尺寸的不開敞內腔的殼體或盒型零件必須在一次裝夾中完成銑、鏜、鉸或攻絲等多工序符合加工的零件加工和檢測設備需要組網，構建智能制造系統和云制造系統最適宜加工零件類型第二節數控機床的特點和分類1.2.3數控機床的分類

☆按機械加工的運動軌跡分類點位控制數控機床

直線控制數控機床

輪廓控制數控機床第二節數控機床的特點和分類1.2.3數控機床的分類

☆按機械加工的運動軌跡分類第二節數控機床的特點和分類1.2.3數控機床的分類

☆按伺服系統的控制原理分類開環控制數控機床全閉環控制數控機床半閉環控制數控機床1.3數控機床的發展歷程、現狀與趨勢1.3.1數控機床的發展歷程☆數控機床的起源美國PARSONS公司在1948年提出數控機床的設想，于1952年試制成功世界上第一臺數控機床樣機。發展歷程分2個階段共6代。☆普通NC階段第一代數控（1952-1959）：采用電子管、繼電器構成的專用數控裝置第二代數控（1959-1965）：采用晶體管分立元件電路的專用數控裝置第三代數控（始于1965）：采用中、小規模集成電路的專用數控裝置☆CNC階段第四代數控（始于1970）：采用大規模集成電路的小型通用計算機控制的數控系統第五代數控（始于1974）：采用微處理器的微型計算機控制的數控系統第六代數控（始于90年代）：基于個人計算機(PC)平臺的數控系統（PC數控系統）1.3數控機床的發展歷程、現狀與趨勢1.3.2數控機床的技術現狀☆國外現狀兩大主要陣營：專業數控系統廠商：發那科(FANUC)、西門子(SIEMENS)自主開發數控系統的大型機床制造商：以山崎馬扎克(MAZAK)、德瑪吉(DMG)☆國內現狀發展歷程：1958年始研數控機床，80年代后在質量和性能上有了巨大提升。技術進步：我國數控機床逐步發展至高檔產品，實現高速、高精度和高效加工，完成復雜的五坐標曲面實時插補控制。市場規模：我國數控產業快速發展，現有20多家數控系統骨干企業，生產100多種數控機床，數控產品達幾千種以上。技術水平：國產數控機床的分辨率提高到0.001mm，成功開發出九軸聯動、可控16軸的高檔數控系統。1.3數控機床的發展歷程、現狀與趨勢1.3.3數控機床的發展趨勢

高速高效提高加工效率、降低成本，要求高速處理指令和伺服系統反應，實現高精度位置控制高精度采用自動補償技術，實現微米級到納米級精密加工高可靠性采用專用電路和高速微處理器，提高系統可靠性復合化整合多功能于一臺機床，完成多種工序加工開放式滿足用戶需求，快速集成技術訣竅，推出多品種、多檔次的數控系統智能化應用人工智能技術，實現優化控制和故障診斷等智能功能。網絡化實現CAD、CAM、CAPP、MES等系統聯結，推動制造模式和生產方式的變革。云服務提供加工數據分析、生產流程優化等功能，其云服務平臺對數控機床進行全生命周期管理。云制造通過云計算支持，構建智能制造系統，實現資源共享和協同，促進信息技術與制造業的融合。1-1數控機床由哪些部分組成，各有什么作用？1-2數控系統中的PLC，主要承擔什么控制功能？1-3數控機床的工作流程是什么？1-4簡述在線編程和