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《數(shù)控技術發(fā)展方向專題講座》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在教育資源-天天文庫。
1、第一部分數(shù)控技術的基本概念1.1數(shù)控與數(shù)控機床1.概念◆數(shù)控:數(shù)字控制（NC—NumericalControl）,以數(shù)字化信息對機床運動及加工過程進行控制的一種方法。NC已成為數(shù)控加工的專用術語?！魯?shù)控技術：用數(shù)控機床（數(shù)控設備）進行自動化加工的一種技術，它綜合應用了多種學科的知識?！魯?shù)控機床：是實現(xiàn)柔性自動化的關鍵設備，是柔性自動生產系統(tǒng)的基本單元?！駭?shù)控技術是現(xiàn)代先進制造技術的基礎，其技術水平和普及程度是衡量國家綜合國和工業(yè)現(xiàn)代化程度的重要標志?！馛NC與CAD/CAM/CAPP/關系:通訊▼CAD:計算
2、機輔助設計(ComputerAidedDesign)▼CAM:計算機輔助制造(ComputerAidedMaunfacturng)▼CAE:計算機輔助工程(ComputerAidedEngineering)CADCAMCAE范疇劃分●CNC與現(xiàn)代先進制造系統(tǒng)關系:CNC用在制造系統(tǒng)中CNC：DNC–FMC–FMS–CIMS–FA并行工程、敏捷制造、數(shù)字化制造、智能制造、網(wǎng)絡制造、綠色制造、納米制造、高速加工等等。初步設計分析模擬詳細設計制圖生產準備工藝設計NC編程機器人編程制造NC加工裝配檢驗產品CAECAD
3、CAMCAD/CAMCAD/CAM/CAE廣義CAD廣義CAM廣義CAD/CAMCAPP2.數(shù)控技術產生的原因■高精度、高效率；■剛性自動化不能滿足的要求（手工、小規(guī)模、大規(guī)模生產）；■柔性自動化（多品種、變批量）、復雜零件的加工（多坐標加工）；■計算機技術的發(fā)展。3.數(shù)控技術的發(fā)展歷史■1952年，第一代電子管數(shù)控系統(tǒng)；■1959年，第二代晶體管數(shù)控系統(tǒng)。隨之出現(xiàn)刀庫，機械手、加工中心；■1960年，第三代集成電路數(shù)控系統(tǒng)，硬邏輯數(shù)控系統(tǒng)（稱為NC；■1970年，第四代小型計算機數(shù)控（CNC）；■1974年
4、，第五代微型計算機數(shù)控（MNC，統(tǒng)稱CNC）；■1980年后，F(xiàn)MS、FMC、CIMS、開放式數(shù)控（openNC）系統(tǒng)、智能制造系統(tǒng)（IMS）大發(fā)展?！?990年后,高速加工，納米制造。1.2數(shù)控機床的工作原理1.機床數(shù)字控制的原理將被加工零件圖紙上的幾何信息和工藝信息用規(guī)定的代 碼和格式編寫成加工程序，然后將程序輸入數(shù)控裝置，按照程 序的要求，經(jīng)過信息處理，分配，使各坐標以最小位移量為單 位移動，其合成運動實現(xiàn)了刀具與工件的相對運動，完成零件 的加工。最小位移量的合成運動是機床數(shù)字控制的基本原理，即軌 跡控
5、制原理（插補原理）。◆點位控制：嚴格控制點到點的距離，不嚴格要求路徑，運 動中不加工。XYOPQ123圖1.1點位控制◆輪廓控制：加工平面曲線、空間曲線、空間曲面時，需要多坐標聯(lián)動。 以平面（兩維）的任意曲線L為例，要求刀具Τ沿（逼近）曲線 軌跡運動，進行切削加工。 如圖1.2所示。將曲線L分割成：l0、l1、l2……、li等線段。 用直線（或圓?。┐妫ū平┻@些線段，當逼近誤差δ相當 小時，這些折線段之和就接近了曲線。輪廓控制也稱連續(xù)軌跡控制，它的特點是不僅對坐標的移動量進行控制，而且對各坐標的速度及它們
6、之間的比率都要進行嚴格控制，以便加工出給定的軌跡1112131516δ△x△y14XYOTL圖1.2輪廓控制:這種在允許的誤差范圍內，用沿曲線逼近函數(shù)的最小單位移動量合成的分段運動（小線段、小圓?。┐嫒我馇€運動，以得出所需要的運動軌跡，是數(shù)控的基本構思之一?！舨逖a（Interpolation）是用被加工軌跡的有限信息（如起點和終點之間），計算插進刀具運動的許多中間點，進行數(shù)據(jù)點的密化工作，然后用已知線型（如直線、圓弧等）逼近。插補有二層意義：基本線型的形成及如何分段逼近?；揪€型：由插補指令完成。如直線插
7、補、圓弧插補、拋物線插補、螺旋線插補、極坐標插補、圓柱插補、樣條插補、曲面直接插補、納米插補、光順插補等，插補指令越多，越能實現(xiàn)復雜型面的加工。分段逼近：按允許的誤差。弦線逼近、割線逼近、切線逼近?！舨逖a分類：基準脈沖插補、數(shù)據(jù)采樣插補（主要方法）?！艋c和節(jié)點基點：在數(shù)控加工圖紙中，基本線型的交點稱為；節(jié)點：輪廓軌跡上的插入點（逼近線型與輪廓軌跡的交點）。◆為什么不用數(shù)學函數(shù)直接插補？①計算費時間，不能滿足實時控制的要求；②有的被加工輪廓用列表點表示的，沒用數(shù)學公式；③數(shù)控加工時運動不能突變，要滿足加速度的
8、要求。2.數(shù)控機床的控制●軌跡控制●開關量控制1.3數(shù)控機床的組成及分類1.數(shù)控機床的組成●數(shù)控系統(tǒng)：I/0接口、CNC裝置、伺服系統(tǒng)、PLC●機械主機：主運動機構、進給運動機構、輔助機 構、床身等輸入數(shù)控裝置驅動裝置機床MG測量反饋圖3數(shù)控機床的組成2.數(shù)控機床的應用1）多品種變批量、單件小批量的自動化2）柔性加工和柔性自動化◆小批量而又輪番生產的零件；◆幾何形狀復雜的零件；◆在加工過程中必須進行
