机床数控技术及编程概述10021.pptx

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1、机 床 数 控 技 术 及 编 程 3/10/20233/10/2023课程内容1 第 1 章 概述1 第 2 章 数控装置的轮廓控制原理1 第 3 章 数控机床的程序编制1 第 4 章 计算机数字控制装置1 第 5 章 位置检测装置1 第 6 章 伺服驱动系统3/10/20233/10/2023第一章 概 论&1.1 基本概念&1.2 数控机床的组成及分类&1.3 数控技术的发展3/10/20233/10/2023目目 标标 掌握数控机床掌握数控机床 掌握数控机床的组成及各部分的作用与功能掌握数控机床的组成及各部分的作用与功能 了解数控机床的分类了解数控机床的分类 了解数控机床的特点了解数控

2、机床的特点 了解数控机床及数控技术的发展了解数控机床及数控技术的发展3/10/20233/10/20231.1 基本概念1.1.1 数控机床的产生第第1章章 概论概论以前的加工方式是怎样的？什么促使了数控机床的产生？3/10/20233/10/2023第第1章章 概论概论精度高形状复杂批量小改型频繁计算机的出现为人们改进加计算机的出现为人们改进加工设备提供了新的思路和技术工设备提供了新的思路和技术保障保障3/10/20233/10/2023第第1章章 概论概论内在动力：迫切需要一种精度高、柔性好迫切需要一种精度高、柔性好的加工设备的加工设备技术基础：电子技术、计算机技术、控制电子技术、计算机技

3、术、控制技术技术3/10/20233/10/2023第第1章章 概论概论数控机床的产生1948年，美国帕森斯（Parsons Co.）公司在研制加工直升飞机叶片轮廓检查用样板的机床时，提出了数控机床的初始设想。3/10/20233/10/2023第第1章章 概论概论数控机床的产生1952年在美国成功研制出第一台三坐标直线插补连续控制数控铣床。1955年进入实用阶段。3/10/20233/10/2023第第1章章 概论概论数控机床有哪些与传统机床不同的特点？什么是数控？什么是数控？3/10/20233/10/2023第第1章章 概论概论数控数控（Numerical Control,简称NC）：利

4、用数字化信息来实现自动控制的方法。数控机床（Numerical Control Machine Tools）:综合应用了自动控制、计算机技术、精密测量和机床结构等方面的最新成就的一种计算机或专用计算装置控制的高效自动化机床。1.1.2 1.1.2 数控的基本概念数控的基本概念3/10/20233/10/2023提高加工精度提高生产效率提高加工零件的适应性、灵活性减轻工人劳动强度提高生产管理水平第第1章章 概论概论1.1.3 1.1.3 数控机床的特点数控机床的特点3/10/20233/10/20231.2 数控机床的组成及分类1.2.1 1.2.1 数控机床的组成数控机床的组成第第1章章 概论

5、概论控制介质控制介质数控装置数控装置伺服系统伺服系统机床机床测量装置测量装置3/10/20233/10/2023第第1章章 概论概论控制介质控制介质：在人和数控机床之间建立某种联系的媒介在人和数控机床之间建立某种联系的媒介物。物。把加工零件所需的动作及刀具相对于工件的位置把加工零件所需的动作及刀具相对于工件的位置等信息，用数控装置所能接受的数字和文字代码来等信息，用数控装置所能接受的数字和文字代码来表示，并把这些代码储存在控制介质上。表示，并把这些代码储存在控制介质上。穿孔卡穿孔卡穿孔带穿孔带磁带磁带磁盘磁盘3/10/20233/10/2023数控装置数控装置数控装置数控装置：是数控机床的中枢

6、，接收输入介质的信息，：是数控机床的中枢，接收输入介质的信息，：是数控机床的中枢，接收输入介质的信息，：是数控机床的中枢，接收输入介质的信息，通过对代码的通过对代码的通过对代码的通过对代码的识别识别识别识别、存储存储存储存储和和和和运算运算运算运算等操作，最终输出等操作，最终输出等操作，最终输出等操作，最终输出指令脉冲驱动伺服系统进而控制机床动作。指令脉冲驱动伺服系统进而控制机床动作。指令脉冲驱动伺服系统进而控制机床动作。指令脉冲驱动伺服系统进而控制机床动作。第第1章章 概论概论数控装置所具备的主要功能：数控装置所具备的主要功能：1 多坐标控制多坐标控制1多种函数的插补多种函数的插补1多种程序

7、输入功能多种程序输入功能1信息转换功能信息转换功能1补偿功能补偿功能1多种加工方式选择多种加工方式选择1故障诊断功能故障诊断功能1显示功能显示功能1通讯和联网功能通讯和联网功能3/10/20233/10/2023伺服系统伺服系统伺服系统伺服系统：把来自数控装置的脉冲信号转换为机床：把来自数控装置的脉冲信号转换为机床：把来自数控装置的脉冲信号转换为机床：把来自数控装置的脉冲信号转换为机床移动部件的运动，使工作台（或溜板）精确定位移动部件的运动，使工作台（或溜板）精确定位移动部件的运动，使工作台（或溜板）精确定位移动部件的运动，使工作台（或溜板）精确定位或按规定的轨迹作严格的相对运动。或按规定的轨

8、迹作严格的相对运动。或按规定的轨迹作严格的相对运动。或按规定的轨迹作严格的相对运动。第第1章章 概论概论脉冲当量：脉冲当量：相对于每个脉冲信号，机床移动部件的位移量。相对于每个脉冲信号，机床移动部件的位移量。常用脉冲当量：常用脉冲当量：0.01mm/脉冲，脉冲，0.005mm/脉冲，脉冲，0.001mm/脉冲脉冲常用的伺服驱动元件：常用的伺服驱动元件：功率步进电机，电液伺服马达，直流功率步进电机，电液伺服马达，直流 伺服电机，交流伺服电机伺服电机，交流伺服电机伺服系统的性能是决定数控机床的加工精度、表面质量和生产率的主要因素之一3/10/20233/10/2023第第1章章 概论概论机床机床：

9、执行机构执行机构 传动链较短传动链较短 动态特性好动态特性好 传动效率高传动效率高采用了高性能的主轴采用了高性能的主轴及进给伺服系统及进给伺服系统 机床的动态刚度，阻机床的动态刚度，阻尼精度，耐磨性以及尼精度，耐磨性以及抗热变形性能都较高抗热变形性能都较高 采用一些高效传动件。采用一些高效传动件。如：滚珠丝杆螺母副、如：滚珠丝杆螺母副、直线滚动导轨等直线滚动导轨等 3/10/20233/10/2023第第1章章 概论概论1.2.2 数控机床的分类 按工艺用途分类 按控制系统对运动轨迹的控制方式分类 按伺服系统的控制方式分类 按数控装置分类 按功能水平分类普通数控机床普通数控机床数控加工中心数控

10、加工中心多坐标数控机床多坐标数控机床成型机成型机特种加工特种加工点位控制数控机床点位控制数控机床点位直线数控机床点位直线数控机床轮廓控制数控机床轮廓控制数控机床u 开环控制开环控制u 闭环控制闭环控制u 半闭环控制半闭环控制u 开环补偿型控制开环补偿型控制u 硬线数控硬线数控u 软线数控软线数控&经济型经济型&中档型中档型&高档型高档型 3轴数控铣床曲面加工3/10/20233/10/2023数控系统主要技术指标数控系统主要技术指标 qq 控制轴数控制轴数控制轴数控制轴数 CNCCNCCNCCNC最多可以控制多少坐标轴最多可以控制多少坐标轴最多可以控制多少坐标轴最多可以控制多少坐标轴 （包括直

11、线轴和回转轴包括直线轴和回转轴包括直线轴和回转轴包括直线轴和回转轴）q 联动轴数联动轴数 CNCCNC可同时控制且按一定规律完成一定轨迹可同时控制且按一定规律完成一定轨迹 插补的协调运动的坐标轴数插补的协调运动的坐标轴数 q 插补功能插补功能 插补直线、圆弧、插补直线、圆弧、抛物线、椭圆、正弦曲线抛物线、椭圆、正弦曲线、螺旋曲线、样条函数等，甚至可对曲面直接插补螺旋曲线、样条函数等，甚至可对曲面直接插补。插补坐标系也从直角坐标系扩展到极坐标系、插补坐标系也从直角坐标系扩展到极坐标系、圆筒坐标系。圆筒坐标系。第第1章章 概论概论3/10/20233/10/2023数控系统主要技术指标数控系统主要

12、技术指标 机床坐标轴可达到的控制精度，即机床坐标轴可达到的控制精度，即机床坐标轴可达到的控制精度，即机床坐标轴可达到的控制精度，即CNCCNCCNCCNC每发出一个脉冲，每发出一个脉冲，每发出一个脉冲，每发出一个脉冲，坐标轴移动的距离坐标轴移动的距离坐标轴移动的距离坐标轴移动的距离 v 定位精度定位精度 实际位置与指令位置的一致程度，不一致量为误差；实际位置与指令位置的一致程度，不一致量为误差；v 重复精度重复精度 在相同条件下，操作方法不变，进行规定次数操作所在相同条件下，操作方法不变，进行规定次数操作所 得到的连续结果的一致程度。得到的连续结果的一致程度。q 脉冲当量（分辨率）脉冲当量（分

13、辨率）q 定位精度与重复精度定位精度与重复精度第第1章章 概论概论3/10/20233/10/2023数控系统主要技术指标数控系统主要技术指标 qq行程和插补范围行程和插补范围行程和插补范围行程和插补范围 CNCCNCCNCCNC的控制范围和加工范围的控制范围和加工范围的控制范围和加工范围的控制范围和加工范围 q 进给速度和调节范围进给速度和调节范围v 进给速度进给速度刀具每分钟切削进给距离；刀具每分钟切削进给距离；v 最大进给速度最大进给速度 CNCCNC在一定精度条件下所能达到的在一定精度条件下所能达到的 最大加工速度；最大加工速度；v 最大快进速度最大快进速度 不加工的最大移动速度；不加

14、工的最大移动速度；v 速度调节速度调节 通过操作面板上的进给倍率开关调整，通过操作面板上的进给倍率开关调整，调节范围一般是调节范围一般是10%-120%10%-120%，每档间隔，每档间隔10%10%第第1章章 概论概论3/10/20233/10/2023数控系统主要技术指标数控系统主要技术指标 q主轴转速和调节范围主轴转速和调节范围主轴转速和调节范围主轴转速和调节范围vv 主轴转速主轴转速主轴转速主轴转速主轴每分钟的转速；主轴每分钟的转速；主轴每分钟的转速；主轴每分钟的转速；vv 转速调节转速调节转速调节转速调节通过操作面板上的主轴倍率开关调整，通过操作面板上的主轴倍率开关调整，通过操作面板

15、上的主轴倍率开关调整，通过操作面板上的主轴倍率开关调整，调节范围一般是调节范围一般是调节范围一般是调节范围一般是50%50%50%50%120%120%120%120%，每档间隔，每档间隔，每档间隔，每档间隔5%5%5%5%；vv 主轴恒线速主轴恒线速主轴恒线速主轴恒线速保证诸如车床端面切削的恒定切削速度。保证诸如车床端面切削的恒定切削速度。保证诸如车床端面切削的恒定切削速度。保证诸如车床端面切削的恒定切削速度。单位单位单位单位mm/minmm/minmm/minmm/min，第第1章章 概论概论3/10/20233/10/2023数控系统主要技术指标数控系统主要技术指标 qq刀具管理和刀具补

16、偿刀具管理和刀具补偿刀具管理和刀具补偿刀具管理和刀具补偿vvT T T T指令指令指令指令CNCCNCCNCCNC从刀库中选择刀具从刀库中选择刀具从刀库中选择刀具从刀库中选择刀具vv刀具半径补偿、长度补偿、刀具寿命管理、自动刀具测量等刀具半径补偿、长度补偿、刀具寿命管理、自动刀具测量等刀具半径补偿、长度补偿、刀具寿命管理、自动刀具测量等刀具半径补偿、长度补偿、刀具寿命管理、自动刀具测量等q 准备功能（准备功能（G功能）功能）用来指令机床动作的方式功能用来指令机床动作的方式功能q 辅助功能（辅助功能（M功能）功能）规定主轴的起停、转向，冷却液的通断，刀库的起停等规定主轴的起停、转向，冷却液的通断

17、，刀库的起停等第第1章章 概论概论3/10/20233/10/2023数控系统主要技术指标数控系统主要技术指标 qq操作功能操作功能操作功能操作功能 程序段跳步、机械闭锁、辅助功能闭锁、单段、试运行、程序段跳步、机械闭锁、辅助功能闭锁、单段、试运行、程序段跳步、机械闭锁、辅助功能闭锁、单段、试运行、程序段跳步、机械闭锁、辅助功能闭锁、单段、试运行、录返、示教等。录返、示教等。录返、示教等。录返、示教等。q开关量接口开关量接口 M M、S S、T T功能以功能以BCDBCD码形式输出；机床其它开关量信号，码形式输出；机床其它开关量信号，如急停、循环起动、进给保持等。如急停、循环起动、进给保持等。

18、q字符图形显示字符图形显示q自诊断功能自诊断功能q通信与通信协议通信与通信协议 第第1章章 概论概论3/10/20233/10/2023第第1章章 概论概论1.3 数控技术的发展从从从从1952195219521952年至今，数控机床按照控制机的发展，已经历了六代。年至今，数控机床按照控制机的发展，已经历了六代。年至今，数控机床按照控制机的发展，已经历了六代。年至今，数控机床按照控制机的发展，已经历了六代。1952195219521952年年年年试制成功的世界上第一台数控机床是一台三坐标数控立式铣床，试制成功的世界上第一台数控机床是一台三坐标数控立式铣床，试制成功的世界上第一台数控机床是一台三

19、坐标数控立式铣床，试制成功的世界上第一台数控机床是一台三坐标数控立式铣床，采用的是脉冲乘法器原理，其数控系统全部采用电子管元件，我们称之采用的是脉冲乘法器原理，其数控系统全部采用电子管元件，我们称之采用的是脉冲乘法器原理，其数控系统全部采用电子管元件，我们称之采用的是脉冲乘法器原理，其数控系统全部采用电子管元件，我们称之为第一代数控系统。为第一代数控系统。为第一代数控系统。为第一代数控系统。1959195919591959年年年年，由于在计算机行业中研制出晶体管元件，因而在数控系统中广，由于在计算机行业中研制出晶体管元件，因而在数控系统中广，由于在计算机行业中研制出晶体管元件，因而在数控系统中

20、广，由于在计算机行业中研制出晶体管元件，因而在数控系统中广泛采用晶体管和印刷电路板，从而跨入了第二代。泛采用晶体管和印刷电路板，从而跨入了第二代。泛采用晶体管和印刷电路板，从而跨入了第二代。泛采用晶体管和印刷电路板，从而跨入了第二代。1959195919591959年年年年3 3 3 3月，美国发明月，美国发明月，美国发明月，美国发明了带有自动换刀装置的数控机床，称为了带有自动换刀装置的数控机床，称为了带有自动换刀装置的数控机床，称为了带有自动换刀装置的数控机床，称为“加工中心加工中心加工中心加工中心”。1965196519651965年年年年，出现了小规模集成电路，由于它体积小，功耗低，使数

21、控系统，出现了小规模集成电路，由于它体积小，功耗低，使数控系统，出现了小规模集成电路，由于它体积小，功耗低，使数控系统，出现了小规模集成电路，由于它体积小，功耗低，使数控系统的可靠性得以进一步提高。数控系统发展到第三代。的可靠性得以进一步提高。数控系统发展到第三代。的可靠性得以进一步提高。数控系统发展到第三代。的可靠性得以进一步提高。数控系统发展到第三代。以上三代，都是采用专用控制的硬件逻辑数控系统（以上三代，都是采用专用控制的硬件逻辑数控系统（NCNC）。1967 1967 1967 1967年年年年，出现了柔性制造系统（，出现了柔性制造系统（，出现了柔性制造系统（，出现了柔性制造系统（FM

22、SFMSFMSFMS）。由计算机作控制单元的数控系）。由计算机作控制单元的数控系）。由计算机作控制单元的数控系）。由计算机作控制单元的数控系统（统（统（统（CNCCNCCNCCNC）数控机床的第四代。数控机床的第四代。数控机床的第四代。数控机床的第四代。1974197419741974年年年年，美、日等国的数控系统生产厂首先研制出以微处理器为核心的，美、日等国的数控系统生产厂首先研制出以微处理器为核心的，美、日等国的数控系统生产厂首先研制出以微处理器为核心的，美、日等国的数控系统生产厂首先研制出以微处理器为核心的数控系统（数控系统（数控系统（数控系统（MNCMNCMNCMNC）。数控机床的第五

23、代。数控机床的第五代。数控机床的第五代。数控机床的第五代。1990199019901990年年年年开始，出现了采用工控开始，出现了采用工控开始，出现了采用工控开始，出现了采用工控PCPCPCPC机的开放式机的开放式机的开放式机的开放式CNCCNCCNCCNC系统。系统。系统。系统。数控机床的数控机床的数控机床的数控机床的第六代。第六代。第六代。第六代。3/10/20233/10/2023我国第一台数控机床3/10/20233/10/2023立式数控车床立式数控铣床3/10/20233/10/2023卧式数控铣床龙门数控铣床滑枕立式加工中心3/10/20233/10/2023固定立柱立式加工中心

24、固定立柱立式加工中心3/10/20233/10/2023第第1章章 概论概论随着计算机技术的发展，数控随着计算机技术的发展，数控随着计算机技术的发展，数控随着计算机技术的发展，数控技术不断采用计算机、控制理技术不断采用计算机、控制理技术不断采用计算机、控制理技术不断采用计算机、控制理论等领域的最新技术成就，使论等领域的最新技术成就，使论等领域的最新技术成就，使论等领域的最新技术成就，使其朝着下述方向发展。其朝着下述方向发展。其朝着下述方向发展。其朝着下述方向发展。1.1.运行高速化2.2.加工高精化3.3.控制智能化4.4.功能复合化5.5.交互网络化3/10/20233/10/2023第第1

25、章章 概论概论趋势趋势运行高速化运行高速化 进给、主轴、刀具交换、托盘交换等实现高速化，并具有高加（减）速度。进给率高速化：进给率高速化：在分辨率为在分辨率为0.10.1 mm时，时，F Fmaxmax=24m/min=24m/min，可获得，可获得复杂型面的精确加工；复杂型面的精确加工；在程序段长度为在程序段长度为1mm1mm时，时，F Fmaxmax=30m/min=30m/min，并且，并且具有具有1.5g1.5g的加减速率的加减速率；3/10/20233/10/2023第第1章章 概论概论 在高效加工中心上达到在高效加工中心上达到90 m/min90 m/min的快移速度和的快移速度和

26、1g1g的加速度。的加速度。直线电机作为高效驱动元件正被广为应用，尤直线电机作为高效驱动元件正被广为应用，尤其在激光切割和高速加工中。其在激光切割和高速加工中。3/10/20233/10/2023第第1章章 概论概论换刀速度换刀速度0.90.9秒（刀到刀）秒（刀到刀）2.82.8秒（切削到切削）秒（切削到切削）工作台（托盘）交换速度工作台（托盘）交换速度工作台（托盘）交换速度工作台（托盘）交换速度 6.3 6.3秒。秒。主轴高速化主轴高速化：采用电主轴（内装式主轴电机），主轴电机的转子轴就是主轴部件。主轴最高转速达主轴最高转速达40000400005000050000r/minr/min。主轴

27、转速的最高加（减）速为主轴转速的最高加（减）速为1.0g 1.0g，即仅需，即仅需1.81.8秒即可从秒即可从0 0提速到提速到15000r/min15000r/min。3/10/20233/10/2023第第1章章 概论概论趋势趋势加工高精化加工高精化提高机械的制造和装配精度；提高数控系统的控制精度；采用提高机械的制造和装配精度；提高数控系统的控制精度；采用误差补偿技术。误差补偿技术。ICIC制造装备、纳米控制。制造装备、纳米控制。提高提高提高提高CNCCNCCNCCNC系统控制精度系统控制精度系统控制精度系统控制精度：采用高速插补技术，以微小程序段实现连续进给，使采用高速插补技术，以微小程

28、序段实现连续进给，使CNCCNC控制单位精细化；控制单位精细化；采用高分辨率位置检测装置，提高位置检测精度（日本交采用高分辨率位置检测装置，提高位置检测精度（日本交流伺服电机已有装上流伺服电机已有装上106 106 脉冲脉冲/转的内藏位置检测器，其位转的内藏位置检测器，其位置检测精度能达到置检测精度能达到0.010.01 mm/脉冲）脉冲）位置伺服系统采用前馈控制与非线性控制等方法。位置伺服系统采用前馈控制与非线性控制等方法。采用误差补偿技术采用误差补偿技术采用误差补偿技术采用误差补偿技术：采用反向间隙补偿、丝杆螺距误差补偿和刀具误差补偿采用反向间隙补偿、丝杆螺距误差补偿和刀具误差补偿等技术等

29、技术;设备的热变形误差补偿和空间误差的综合补偿技术。研设备的热变形误差补偿和空间误差的综合补偿技术。研究表明，综合误差补偿技术的应用可将加工误差减少究表明，综合误差补偿技术的应用可将加工误差减少60608080。三井精机的。三井精机的JidicH5DJidicH5D型超精密卧式加工中心型超精密卧式加工中心的定位精度为的定位精度为0.10.1 mm。3/10/20233/10/2023第第1章章 概论概论趋势趋势控制智能化控制智能化 随着人工智能技术的不断发展，为满足制造业生产柔性随着人工智能技术的不断发展，为满足制造业生产柔性随着人工智能技术的不断发展，为满足制造业生产柔性随着人工智能技术的不

30、断发展，为满足制造业生产柔性化、制造自动化发展需求，数控技术智能化程度不断提高，化、制造自动化发展需求，数控技术智能化程度不断提高，化、制造自动化发展需求，数控技术智能化程度不断提高，化、制造自动化发展需求，数控技术智能化程度不断提高，体现在：体现在：体现在：体现在：加工过程自适应控制技术加工过程自适应控制技术加工过程自适应控制技术加工过程自适应控制技术：通过通过监测监测监测监测主轴和进给电机的功主轴和进给电机的功率、电流、电压等信息，率、电流、电压等信息，辩识辩识辩识辩识出刀具的受力、磨损以及破损出刀具的受力、磨损以及破损状态，机床加工的稳定性状态；并实时状态，机床加工的稳定性状态；并实时修

31、调修调修调修调加工参数（主轴加工参数（主轴转速，进给速度）和加工指令，使设备处于最佳运行状态，转速，进给速度）和加工指令，使设备处于最佳运行状态，以以提高提高提高提高加工精度、降低工件表面粗糙度以及设备运行的安全加工精度、降低工件表面粗糙度以及设备运行的安全性。性。加工参数的智能优化加工参数的智能优化加工参数的智能优化加工参数的智能优化:将零件加工的一般规律、特殊工艺经将零件加工的一般规律、特殊工艺经验，用现代智能方法，验，用现代智能方法，构造构造构造构造基于专家系统或基于模型的基于专家系统或基于模型的“加工参数的智能优化与选择器加工参数的智能优化与选择器”，获得获得获得获得优化的加工参数，优

32、化的加工参数，提高提高提高提高编程效率和加工工艺水平，编程效率和加工工艺水平，缩短缩短缩短缩短生产准备时间。使加生产准备时间。使加工系统始终处于较合理和较经济的工作状态。工系统始终处于较合理和较经济的工作状态。n 智能化交流伺服驱动装置智能化交流伺服驱动装置：自动识别负载、自动调整控制参数，包括智能主轴和智能化进给伺服装置，使驱动系统获得最佳运行。目前已开发出自学习功能的神经网络电火花加工系统。日本大隈公司的目前已开发出自学习功能的神经网络电火花加工系统。日本大隈公司的目前已开发出自学习功能的神经网络电火花加工系统。日本大隈公司的目前已开发出自学习功能的神经网络电火花加工系统。日本大隈公司的7

33、000700070007000系列数系列数系列数系列数控系统具有人工智能自动编程功能。控系统具有人工智能自动编程功能。控系统具有人工智能自动编程功能。控系统具有人工智能自动编程功能。3/10/20233/10/2023趋势趋势控制智能化控制智能化第第1章章 概论概论 智能故障诊断与自修复技术智能故障诊断与自修复技术智能故障诊断与自修复技术智能故障诊断与自修复技术 智能故障诊断技术：根据已有的故障信息，应用现代智智能故障诊断技术：根据已有的故障信息，应用现代智能方法，实现故障能方法，实现故障快速准确定位快速准确定位。智能故障自修复技术：根据诊断故障原因和部位，以智能故障自修复技术：根据诊断故障原

34、因和部位，以自自动排除故障或指导故障的排除动排除故障或指导故障的排除技术。集故障自诊断、自技术。集故障自诊断、自排除、自恢复、自调节于一体，贯穿于全生命周期。排除、自恢复、自调节于一体，贯穿于全生命周期。智能故障诊断技术在有些数控系统中已有应用，智能化智能故障诊断技术在有些数控系统中已有应用，智能化自修复技术还在研究之中。自修复技术还在研究之中。3/10/20233/10/2023第第1章章 概论概论 INC(Intelligent NC)研究机构研究机构日本京都大学、大阪机工、三菱电机、日本京都大学、大阪机工、三菱电机、MAZAKMAZAK等等 具体目标具体目标实现安全、高效、高速实现安全、

35、高效、高速加工的智能化数控机床加工的智能化数控机床系统特征系统特征数控系统各种控制参数自适应数控系统各种控制参数自适应数控机床加工条件自适应数控机床加工条件自适应加工过程数据采集及自律学习加工过程数据采集及自律学习3/10/20233/10/2023第第1章章 概论概论趋势趋势功能复合化功能复合化 复合化：在一台设备上实现多种工艺步骤的加复合化：在一台设备上实现多种工艺步骤的加工，缩短加工链工，缩短加工链 车铣复合车铣复合车削中心；车削中心；镗铣钻复合镗铣钻复合加工中心、五面加工中心；加工中心、五面加工中心；铣镗钻车复合铣镗钻车复合复合加工中心；复合加工中心；可更换主轴箱的数控机床可更换主轴箱

36、的数控机床组合加工中心；组合加工中心；集车削和激光加工于一体的机床；集车削和激光加工于一体的机床；测量测量/制造复合，在加工后对工件进行在线测量制造复合，在加工后对工件进行在线测量多功能复合化机床消除了车床、铣床、磨床、激光设备等之间的传多功能复合化机床消除了车床、铣床、磨床、激光设备等之间的传多功能复合化机床消除了车床、铣床、磨床、激光设备等之间的传多功能复合化机床消除了车床、铣床、磨床、激光设备等之间的传统差异。统差异。统差异。统差异。3/10/20233/10/2023趋势趋势交互网络化交互网络化第第1章章 概论概论 支持网络通讯协议，既满足单机支持网络通讯协议，既满足单机支持网络通讯协

37、议，既满足单机支持网络通讯协议，既满足单机DNCDNCDNCDNC需要，又能需要，又能需要，又能需要，又能满足满足满足满足FMCFMCFMCFMC、FMSFMSFMSFMS、CIMSCIMSCIMSCIMS、灵捷制造、灵捷制造、灵捷制造、灵捷制造TEAMTEAMTEAMTEAM（technology enabling agile manufacturetechnology enabling agile manufacturetechnology enabling agile manufacturetechnology enabling agile manufacture）对）对）对）对基层设备

38、集成要求的数控系统。基层设备集成要求的数控系统。基层设备集成要求的数控系统。基层设备集成要求的数控系统。网络资源共享。网络资源共享。网络资源共享。网络资源共享。数控机床的远程（网络）控制。数控机床的远程（网络）控制。数控机床的远程（网络）控制。数控机床的远程（网络）控制。数控机床故障的远程（网络）诊断。数控机床故障的远程（网络）诊断。数控机床故障的远程（网络）诊断。数控机床故障的远程（网络）诊断。数控机床的远程（网络）培训与教学（网络数控）数控机床的远程（网络）培训与教学（网络数控）数控机床的远程（网络）培训与教学（网络数控）数控机床的远程（网络）培训与教学（网络数控）数控系统中采用网络与光纤

39、通讯技术实现运动和数控系统中采用网络与光纤通讯技术实现运动和数控系统中采用网络与光纤通讯技术实现运动和数控系统中采用网络与光纤通讯技术实现运动和I/OI/OI/OI/O的控制的控制的控制的控制是数控技术的发展方向。是数控技术的发展方向。是数控技术的发展方向。是数控技术的发展方向。德国德国德国德国IntrtamatIntrtamatIntrtamatIntrtamat的的的的SERCOSSERCOSSERCOSSERCOS、美国、美国、美国、美国DELTATAUDELTATAUDELTATAUDELTATAU的的的的Mcro-LinkMcro-LinkMcro-LinkMcro-Link、日、日

40、、日、日本本本本FANUCFANUCFANUCFANUC的的的的SERVO-LinkSERVO-LinkSERVO-LinkSERVO-Link、日本三菱的、日本三菱的、日本三菱的、日本三菱的Tro-LinkTro-LinkTro-LinkTro-Link等。等。等。等。由于技术封锁等原因，各系统中光纤通讯采用的协议没有兼由于技术封锁等原因，各系统中光纤通讯采用的协议没有兼由于技术封锁等原因，各系统中光纤通讯采用的协议没有兼由于技术封锁等原因，各系统中光纤通讯采用的协议没有兼容性和互换性，要求伺服驱动器以及容性和互换性，要求伺服驱动器以及容性和互换性，要求伺服驱动器以及容性和互换性，要求伺服驱

41、动器以及I/OI/OI/OI/O模块必须具有相应模块必须具有相应模块必须具有相应模块必须具有相应协议的光纤通讯接口，这样的系统软硬件开放性较差，而且协议的光纤通讯接口，这样的系统软硬件开放性较差，而且协议的光纤通讯接口，这样的系统软硬件开放性较差，而且协议的光纤通讯接口，这样的系统软硬件开放性较差，而且系统的成本也较高。系统的成本也较高。系统的成本也较高。系统的成本也较高。另外的网络通讯协议：另外的网络通讯协议：另外的网络通讯协议：另外的网络通讯协议：ARCNETARCNETARCNETARCNET、CAN BusCAN BusCAN BusCAN Bus、ProfibusProfibusPr

42、ofibusProfibus、USBUSBUSBUSB、IEEE1394 IEEE1394 IEEE1394 IEEE1394。基于基于Fire Wire的数控系统硬件结构图的数控系统硬件结构图 3/10/20233/10/2023第第1章章 概论概论1.1.点位控制系统与轮廓控制的主要区别是什么点位控制系统与轮廓控制的主要区别是什么?2.2.什么叫脉冲当量？它影响数控机床什么性能？它的什么叫脉冲当量？它影响数控机床什么性能？它的值一般为多少？值一般为多少？3.什么是数控机床？它由哪些部分组成？什么是数控机床？它由哪些部分组成？4.数控机床的输入介质是什么？数控机床的输入介质是什么？5.数控的基本概念？数控的基本概念？6.数控机床发展的几大趋势？数控机床发展的几大趋势？习题习题3/10/20233/10/2023演讲完毕，谢谢观看！