数控技术与CAM应用 全套课件.pptx

数控技术与CAM应用;随着科学技术的发展，机电产品日趋精密复杂。产品的精度要求越来越高，更新换代的周期也越来越短，从而促进了现代制造业的发展。尤其是宇航、军工、造船、汽车和模具加工等行业，用普通机床进行加工（由于精度低、效率低、劳动强度大）已无法满足生产要求，从而一种新型的用数字程序控制的机床应运而生。;（1）数控机床工作原理 首先按照零件加工的技术要求和工艺要求编写零件的加工程序，然后将加工程序输入到数控装置，最后通过数控装置控制机床的主轴运动、进给运动、更换刀具，以及工件的夹紧与松开，冷却、润滑泵的开与关，使刀具、工件和其他辅助装置严格按照加工程序规定的顺序、轨迹和参数进行工作，从而加工出符合图纸要求的零件。;（2）数控机床结构 数控机床主要由控制介质、数控装置、伺服系统和机床本体四个部分组成，如图1.1所示。;1）控制介质 控制介质以指令的形式记载各种加工信息，如零件加工的工艺过程、工艺参数和刀具运动等，将这些信息输入到数控装置，控制数控机床对零件切削加工。;2）数控装置 数控装置是数控机床的核心，其功能是接受输入的加工信息，经过数控装置的系统软件和逻辑电路进行译码、运算和逻辑处理，向伺服系统发出相应的脉冲，并通过伺服系统控制机床运动部件按加工程序指令运动。;3）伺服系统 伺服系统由伺服电机和伺服驱动装置组成，通常所说的数控系统是指数控装置与伺服系统的集成。因此，伺服系统是数控系统的执行系统。数控装置发出的速度和位移指令控制执行部件按进给速度和进给方向位移。每个进给运动的执行部件都配备一套伺服系统，有的伺服系统还有位置测量装置，直接或间接测量执行部件的实际位移量，并反馈给数控装置，对加工的误差进行补偿。;4）机床本体 数控机床的本体与普通机床基本类似，不同之处是数控机床结构简单、刚性好，传动系统采用滚珠丝杠代替普通机床的丝杠和齿条传动，主轴变速系统简化了齿轮箱，普遍采用变频调速和伺服控制。;二、数控机床分类;（1）按数控机床加工原理分类 按数控机床加工原理可把数控机床分为普通数控机床和特种加工数控机床。 （2）按数控机床运动轨迹分类 数控机床运动轨迹主要有三种形式：点位控制运动、直线控制运动和连续控制运动。;（3）按进给伺服系统控制方式分类 由数控装置发出脉冲或电压信号，通过伺服系统控制机床各运动部件运动。数控机床按进给伺服系统控制方式分类有三种形式：开环控制系统、闭环控制系统和半闭环控制系统。;图1.2　开环控制系统;图1.3　闭环控制系统;图1.4　半闭环控制系统;三、数控机床发展趋势;（1）数控功能的扩展 ①数控系统插补和联动轴数的增加，有的数控系统能同时控制几十根轴。 ②数控系统中微处理器处理字长的增加，目前广泛采用32位微处理器。 ③数控系统中实现人机对话，进行交互式图形编程。 ④基于PC的开放式数控系统的发展，使数控系统得到更多硬件和软件的支持。;（2）数控伺服系统的发展 ①交流伺服系统替代直流伺服系统。 ②前馈控制技术的发展增加了速度指令控制，使跟踪滞后误差减小。 ③高速电机主轴和程序段超前处理技术（LOOK AHEAD）使高速小线段加工得以实现。;④多种补偿技术的发展与应用（如机械静摩擦与动摩擦非线性补偿、机床精度误差的补偿和切削热膨胀误差的补偿）。 ⑤位置检测装置检测精度的提高(采用细分电路大大提高了检测装置的分辨率)。;（3）编程方法的发展 ①在线编程技术的发展，实现前台加工操作，后台同时编程。 ②面向车间编程方法（WOP）的发展，即输入加工对象的加工轨迹，数控系统自动生成加工程序。 ③CAD／CAM技术的发展，实现计算机辅助设计与辅助制造。;（4）数控机床的检测和监控功能的增强  数控机床在加工过程中对刀具和工件在线检测，发现工件超差、刀具磨损和破损，及时反馈或报警处理。 （5）自动调整和控制技术的应用  按加工要求，数控系统动态调整工作参数，使加工过程始终达到最佳工作状态。;一、加工程序简介;（1）程序段格式  程序段由程序序号、地址符、数字值和程序段结束符组成。 ;（2）加工程序的组成 一个完整的加工程序由程序名、程序段和程序结束指令组成。其中程序名由符号（如%、O、P或其他符号）与后面的2~4位数字组成；程序结束指令一般为M02或M30。;24;25;（3）编程方法 编程方法有手工编程与自动编程两种方法： 1）手工编程 直接在数控机床上进行编程的方法为手工编程，一般加工简单零件用这种方法编程。;2）自动编程 对于复杂的零件，其轮廓线不是在简单的平面上，而是由复杂的空间曲线和空间曲面组成，用手工编程方法编程很困难，则需要使用自动编程方法编程，即使用专用软件进行编程。;28;29;二、数