数控技术的基本知识 和现代数控的发展方向 哈尔澳工业大机电学院 教控技术研究空 2004年5月12日
数控技术的基本知识 和现代数控的发展方向 哈尔滨工业大学机电学院 数控技术研究室 2004年5月12日
第一部分数控技术的基本概念 1.1数控与数控机床1.概念 ◆数控:数字控制(NC- Numerical control),以数字化信 息对机床运动及加工过程进行控制的一种方法。NC已成为 数控加工的专用术语。 ◆数控技术:用数控机床(数控设备)进行自动化加工的 种技术,它综合应用了多种学科的知识。 ◆数控机床:是实现柔性自动化的关键设备,是柔性自动生 产系统的基本单元。 ●数控技术是现代先进制造技术的基础,其技术水平和普及 程度是衡量国家综合国和工业现代化程度的重要标志。 ●cNC与CAD/ CAM/CAPP/关系:通讯 VCAD:计算机辅助设计( Computer Aided design) VCAM:计算机辅助制造( Computer Aided maunfacturing) VCAE:计算机辅助工程( Computer Aided engineering)
第一部分 数控技术的基本概念 1.1 数控与数控机床 1.概念 ◆数控: 数字控制（NC — Numerical Control）,以数字化信 息对机床运动及加工过程进行控制的一种方法。NC已成为 数控加工的专用术语。 ◆数控技术：用数控机床（数控设备）进行自动化加工的一 种技术，它综合应用了多种学科的知识。 ◆数控机床：是实现柔性自动化的关键设备，是柔性自动生 产系统的基本单元。 ●数控技术是现代先进制造技术的基础，其技术水平和普及 程度是衡量国家综合国和工业现代化程度的重要标志。 ●CNC与CAD/CAM/CAPP /关系 : 通讯 ▼CAD :计算机辅助设计(Computer Aided Design) ▼CAM:计算机辅助制造(Computer Aided Maunfacturng) ▼CAE :计算机辅助工程(Computer Aided Engineering)
初 详 生 制 步分订细制产 机器人编程 装检 设括折设 准 艺|C 设编 加 计我计图备计程 造工配验品 CAPP CAE CAD CAM CAD/CAM CADICAM/CAE 广义CAD 广义CAM 义 CAD/CAM CAD CAM CAE范畴划分 ●CNC与现代先进制造系统关系:CNC用在制造系统中 CNC: DNC- FMC-- CIMS-FA 并行工程、敏捷制造、数字化制造、智能制造、网络制造、 绿色制造、纳米制造、高速加工等等
CAD CAM CAE 范畴划分 ●CNC与现代先进制造系统关系: CNC用在制造系统中 CNC： DNC – FMC – FMS – CIMS – FA 并行工程、敏捷制造、数字化制造、智能制造、网络制造、 绿色制造、纳米制造、高速加工等等。 初 步 设 计 分 析 模 拟 详 细 设 计 制 图 生 产 准 备 工 艺 设 计 N C 编 程 机 器 人 编 程 制 造 N C 加 工 装 配 检 验 产 品 CAE CAD CAM CAD/CAM CAD/CAM/CAE 广义CAD 广义CAM 广义CAD/CAM CAPP
「2数控技术产生的原因 ■高精度、高效率; ■刚性自动化不能满足的要求(手工、小规模、大规模生产); ■柔性自动化(多品种、变批量)、复杂零件的加工(多坐 标加工); 计算机技术的发展。 3数控技术的发展历史 ■1952年,第一代电子管数控系统; ■1959年,第二代晶体管数控系统。随之岀现刀库,机械手、 加工中心; ■1960年,第三代集成电路数控系统,硬逻辑数控系统(称为 NC ■1970年,第四代小型计算机数控(CNC); ■1974年,第五代微型计算机数控(MNC,统称CNC); ■1980年后,FMS、FMC、CIMS、开放式数控( open No)系 统、智能制造系统(IMS)大发展。 ■1990年后,高速加工,纳米制造
2.数控技术产生的原因 ■高精度、高效率； ■刚性自动化不能满足的要求（手工、小规模、大规模生产）； ■柔性自动化（多品种、变批量）、复杂零件的加工（多坐 标加工）； ■计算机技术的发展。 3.数控技术的发展历史 ■1952年，第一代电子管数控系统； ■1959年，第二代晶体管数控系统。随之出现刀库，机械手、 加工中心； ■1960年，第三代集成电路数控系统，硬逻辑数控系统（称为 NC； ■1970年，第四代小型计算机数控（CNC ）； ■1974年，第五代微型计算机数控（MNC，统称CNC） ； ■1980年后，FMS、FMC、CIMS、开放式数控（open NC）系 统、智能制造系统（IMS）大发展。 ■1990年后,高速加工，纳米制造
12数控机床的工作原理 1.机床数字控制的原理 将被加工零件图纸上的几何信息和工艺信息用规定的代 码和格式编写成加工程序,然后将程序输入数控装置,按照程 序的要求,经过信息处理,分配,使各坐标以最小位移量为单 位移动,其合成运动实现了刀具与工件的相对运动,完成零件 的加工。 最小位移量的合成运动是机床数字控制的基本原理,即轨 迹控制原理(插补原理)。 ◆点位控制:严格控制点到点的距离,不严格要求路径,运 动中不加工。X 图1.1点位控制
1.2 数控机床的工作原理 1.机床数字控制的原理 将被加工零件图纸上的几何信息和工艺信息用规定的代 码和格式编写成加工程序，然后将程序输入数控装置，按照程 序的要求，经过信息处理，分配，使各坐标以最小位移量为单 位移动，其合成运动实现了刀具与工件的相对运动，完成零件 的加工。 最小位移量的合成运动是机床数字控制的基本原理，即轨 迹控制原理（插补原理）。 ◆点位控制：严格控制点到点的距离，不严格要求路径，运 动中不加工。X Y O 1 P Q 2 3 图1.1点位控制