湖北职业技术学院机电工程系程胜文

2005.7.14

第一章

第 1 章　数控技术概论

引言数控技术的发展 数控机床的工作原理及基本组成 数控机床的分类 数控机床的特点和应用范围 典型数控系统简介

21 世纪机械制造业的竟争，其实质是数控技术的竟争。

引言

覆盖领域： (1) 机械制造技术； (2)信息处理、加工、传输技术； (3) 自动控制技术； (4) 伺服驱动技术； (5) 传感器技术； (6) 软件技术

第 1 章　数控技术概论

1.1　数控技术的发展

1.1.1 　数控机床的出现

第 1 章　数控技术概论

1.1.2 数控技术发展的几个主要阶段1.1.3 　我国数控技术发展概况

1.1.4 数控技术发展趋势

1.2　数控机床的工作原理及基本组成

1.2.1 　 数控机床的工作原理

第 1 章　数控技术概论

1.2.2 数控机床的组成

加工程序

输入装置

数控系统

机床

伺服系统

辅助控制装置

反馈系统

图 1.1 　数控机床的基本组成

1.3　数控机床的分类 1.3.1 　 按加工方式分类

第 1 章　数控技术概论

1.　切削机床类。如数控车床、铣床、镗床、钻床和

加工中心等。

2.成型机床类。如数控冲压机、弯管机、折弯机等。 3.特种加工机床类。如数控电火花、线切割、激光加工机床等。

4.其它机床类。如数控等离子切割、火焰切割、点焊机、三坐标测量机等。

1.3　数控机床的分类 1.3.2 　按控制系统功能分类

第 1 章　数控技术概论

1. 点位控制数控机床

图 1.2 点位控制钻孔加工示意图

工件

刀具

图 1.3 　点位直线控制切削加工

2. 点位直线控制数控机床

1.3　数控机床的分类 1.3.2 　按控制系统功能分类

第 1 章　数控技术概论

3. 轮廓控制数控机床

工件刀具

图 1.4 　轮廓控制数控机床的加工示意图

1.3　数控机床的分类 1.3.3 　 　按伺服控制方式分类

第 1 章　数控技术概论

1. 开环控制数控机床

减速器

数　控装　置

控　制电　路

步　进电　机

工作台

输入

图 1.5 　开环控制系统框图

1.3　数控机床的分类 1.3.3 　 　按伺服控制方式分类

第 1 章　数控技术概论

2. 闭环控制数控机床

数　控装　置

控　制电　路

伺　服电　机

工作台

输入

图 1.6 　闭环控制系统框图

位置检测元件　

速度检测元件速度反馈

位置反馈

1.3　数控机床的分类 1.3.3 　 　按伺服控制方式分类

第 1 章　数控技术概论

3. 半闭环控制数控机床

数　控装　置

控　制电　路

伺　服电　机

工作台

输入

图 1.7 　半闭环控制系统框图

速度检测元件速度反馈

位置反馈转角检测元件

1.3　数控机床的分类 1.3.4 　 　按数控系统的功能水平分类

第 1 章　数控技术概论

功　　能 低　　档 中　　档 高　　档

分辨率（ μm ）

10 1 0.1

进给速度（ m/min ）

8 ～ 15 15 ～ 24 15 ～ 100

驱动进给类型

开环 半闭环或闭环的直流或交流伺服系统

联动轴数（轴）

2 ～ 3 2 ～ 4 3 ～ 5 以上

通信功能 一般无 RS-232 或 DNC 接口 可有 MAP 通信接口①，有联网能力

显示功能 LED 或简单的CRT

较齐全的 CRT 显示② 还有三维图形显示

内装 PLC 无 有 有强功能的 PLC

主 CPU 8 位、 16 位 32 位以上或 32 位以上的多 CPU

注 :①MAP—Manufacturing Automation Protocol 制造自动化协议② 较齐全的 CRT 显示是指具有字符、图形、人机对话、自诊断等功能的显示。

1.4　数控机床的特点和应用范围 1.4.1 　 　数控机床的加工特点

第 1 章　数控技术概论

1. 可以加工有复杂型面的工件

2. 加工精度高，产品质量稳定

3. 自动化程度高，劳动强度低 4. 生产效率高5. 良好的经济效益

6. 有利于生产管理的现代化

1.4　数控机床的特点和应用范围 1.4.2 　 数控机床的使用特点

第 1 章　数控技术概论

1. 对操作维修人员的技术水平要求较高

2. 对夹具和刀具的要求较高

1. 最适合于数控加工的零件 2. 比较适合数控加工的零件3. 不适合于数控加工的零件

1.4.3 　 数控机床的应用范围

1.5　典型数控系统简介 1.5.1 　 FANUC公司的主要数控系统

第 1 章　数控技术概论

1 ．高可靠性的 power Mate 0 系列

2 ．普及型 CNC0-D 系列

4 ．高性 / 价比的 0i 系列 5 ．具有网络功能 CNC16i/18i/21i 系列 6. 个性化 CNC16/18/160/180 系列

3 ．全功能型的 0-C 系列

1.5　典型数控系统简介 1.5.2 ． SIEMENS公司的主要数控系　统

第 1 章　数控技术概论

1 ． SINUMERIK 802S/C

2 ． SINUMERIK802D

4 ． SINUMERIK 840D

3 ． SINUMERIK 810D

1.5　典型数控系统简介 1.5.3 　 FAGOR 　公司的数控系统

第 1 章　数控技术概论

1 ． CNC8070

2 ． 8055 系列数控系统

4 ． 8040/8055-i/8055TCO/MCO 系列 5 ． 8040/8055-i/8055TC/MC 系列 6 ． 8025/8035 系列

3 ． 8040/8055-i 标准系列

1.5　典型数控系统简介 1.5.4 　华中数控系统

第 1 章　数控技术概论

1.5.5 　北京航天数控

本章小结