課程(名稱.編號)簡索

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經濟管理學科

醫.藥.農.林學科

法律 學科

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哲學.歷史學科

文學.藝術學科

教育社會學科

外語 學科

醫藥農林        哲學歷史        文學藝術        工程技術        基礎科學        經管法學

《數控技術》是機械工程專業的一門重要專業基礎課。為了拓寬機械工程專業的專業口徑，機械製造、機械設計以及機電一體化專業均開設《 數控技術》這門課程，它是自動化機械系統、機器人、柔性製造系統（FMS）、計算機集成製造系統（CIMS）等高技術的基礎，同時它也是機械製造業面向21世紀實現技術改造和技術更新，朝著機電一體化發展的重要方面。

發展歷史

1948年，美國帕森斯公司接受美國空軍委託，研製直升飛機螺旋槳葉片輪廓檢驗用樣板的加工設備。由於樣板形狀複雜多樣，精度要求高，一般加工設備難以適應，於是提出採用數字脈衝控制機床的設想。

1949年，該公司與美國麻省理工學院(MIT)開始共同研究，並於1952年試製成功第一台三坐標數控銑床，當時的數控裝置採用電子管元件。

1959年，數控裝置採用了晶體管元件和印刷電路板，出現帶自動換刀裝置的數控機床，稱為加工中心( MC Machining Center)，使數控裝置進入了第二代。

1965年，出現了第三代的集成電路數控裝置，不僅體積小，功率消耗少，且可靠性提高，價格進一步下降，促進了數控機床品種和產量的發展。

60年代末，先後出現了由一台計算機直接控制多台機床的直接數控系統(簡稱 DNC)，又稱群控系統；採用小型計算機控制的計算機數控系統(簡稱 CNC)，使數控裝置進入了以小型計算機化為特徵的第四代。

1974年，研製成功使用微處理器和半導體存貯器的微型計算機數控裝置(簡稱MNC)，這是第五代數控系統。

20世紀80年代初，隨著計算機軟、硬件技術的發展，出現了能進行人機對話式自動編製程序的數控裝置；數控裝置愈趨小型化，可以直接安裝在機床上；數控機床的自動化程度進一步提高，具有自動監控刀具破損和自動檢測工件等功能。

20世紀90年代後期，出現了PC+CNC智能數控系統，即以PC機為控制系統的硬件部分，在PC機上安裝NC軟件系統，此種方式系統維護方便，易於實現網絡化製造。

數控技術也叫計算機數控技術（Computerized Numerical Control 簡稱：CNC），它是採用計算機實現數字程序控制的技術。這種技術用計算機按事先存貯的控制程序來執行對設備的控制功能。由於採用計算機替代原先用硬件邏輯電路組成的數控裝置，使輸入數據的存貯、處理、運算、邏輯判斷等各種控制機能的實現，均可以通過計算機軟件來完成。數控技術是製造業信息化的重要組成部分。


程序編製

一、數控機床編程的方法

數控車床 數控車床

數控機床程序編製的方法有三種：即手工編程、自動編程和 CAD/CAM 。

1、手工編程
由人工完成零件圖樣分析、工藝處理、數值計算、書寫程序清單直到程序的輸入和檢驗。適用於點位加工或幾何形狀不太複雜的零件，但是，非常費時，且編製複雜零件時，容易出錯。
2、自動編程
使用計算機或程編機，完成零件程序的編制的過程，對於複雜的零件很方便。
3、CAD/CAM
利用CAD/CAM軟件，實現造型及圖像自動編程。最為典型的軟件是Master CAM，其可以完成銑削二坐標、三坐標、四坐標和五坐標、車削、線切割的編程，此類軟件雖然功能單一，但簡單易學，價格較低，仍是中小企業的選擇。

二、數控機床程序編製的內容和步驟

1、數控機床編程的主要內容
分析零件圖樣、確定加工工藝過程、進行數學處理、編寫程序清單、製作控制介質、進行程序檢查、輸入程序以及工件試切。

2、數控機床的步驟
（1）分析零件圖樣和工藝處理
根據圖樣對零件的幾何形狀尺寸，技術要求進行分析，明確加工的內容及要求，決定加工方案、確定加工順序、設計夾具、選擇刀具、確定合理的走刀路線及選擇合理的切削用量等。
同時還應發揮數控系統的功能和數控機床本身的能力，正確選擇對刀點，切入方式，盡量減少諸如換刀、轉位等輔助時間。
（2）數學處理
編程前，根據零件的幾何特徵，先建立一個工件坐標系， 根據零件圖紙的要求，制定加工路線，在建立的工件坐標繫上，首先計算出刀具的運動軌跡。對於形狀比較簡單的零件（如直線和圓弧組成的零件），只需計算出幾何元素的起點、終點、圓弧的圓心、兩幾何元素的交點或切點的坐標值。
（3）編寫零件程序清單
加工路線和工藝參數確定以後，根據數控系統規定的指定代碼及程序段格式，編寫零件程序清單。
（4）程序輸入
（5）程序校驗與首件試切

三、數控加工程序的結構

數控程序編輯 數控程序編輯

1、程序的構成：由多個程序段組成。
O0001；O（FANUC-O,AB8400-P,SINUMERIK8M-%）機能指定程序號，每個程序號對應一個加工零件。
N010 G92 X0 Y0；分號表示程序段結束
N020 G90 G00 X50 Y60...；可以調用子程序。
N150 M05
N160 M02

2、程序段格式：
（1）字地址格式：如N020 G90 G00 X50 Y60
最常用的格式，現代數控機床都採用它。地址N為程序段號，地址G和數字90構成字地址為準備功能。
（2）可變程序段格式：如B2000 B3000 B B6000
使用分割符B各開各個字，若沒有數據，分割符不能省去。常見於數控線切割機床，另外，還有3B編程等格式。
（3）固定順序程序段格式：如00701+0
比較少見。其中的數據嚴格按照順序和長度排列，不得有 誤，上面程序段的意思是：N007 G01 X+02500 Y-13400 F15 S30 M02

四、零件圖的數學處理

數控銑床 數控銑床

零件圖的數學處理主要是計算零件加工軌跡的尺寸，即計算零件加工輪廓的基點和節點的坐標，或刀具中心輪廓的基點和節點的坐標，以便編製加工程序。

1、基點坐標的計算
一般數控機床只有直線和圓弧插補功能。對於由直線和圓弧組成的平面輪廓，編程時數值計算的主要任務是求各基點的坐標。
（1）基點的含義
構成零件輪廓的不同幾何素線的交點或切點稱為基點。基點可以直接作為其運動軌跡的起點或終點。
（2）直接計算的內容
根據填寫加工程序單的要求，基點直接計算的內容有：每條運動軌跡的起點和終點在選定坐標系中的坐標，圓弧運動軌跡的圓心坐標值。
基點直接計算的方法比較簡單，一般可根據零件圖樣所給的已知條件用人工完成。即依據零件圖樣上給定的尺寸運用代數、三角、幾何或解析幾何的有關知識，直接計算出數值。在計算時，要注意小數點後的位數要留夠，以保證足夠的精度。

2、節點坐標的計算
對於一些平面輪廓是非圓方程曲線Y=F（X）組成，如漸開線、阿基米德螺線等，只能用能夠加工的直線和圓弧去逼近它們。這時數值計算的任務就是計算節點的坐標。
（1）節點的定義
當採用不具備非圓曲線插補功能的數控機床加工非圓曲線輪廓的零件時，在加工程序的編制工作中，常用多個直線段或圓弧去近似代替非圓曲線，這稱為擬合處理。擬合線段的交點或切點稱為節點。
（2）節點坐標的計算
節點坐標的計算難度和工作量都較大，故常通過計算機完成，必要時也可由人工計算，常用的有直線逼近法（等間距法、等步長法、和等誤差法）和圓弧逼近法。
有人用AutoCAD繪圖，然後捕獲坐標點，在精度允許的範圍內，也是一個簡易而有效的方法。

  課程各章(講次)內容:

第01章 概論 第01講
第01章 概論 第02講
第02章 數控程序編製 第03講
第02章 數控程序編製 第04講
第02章 數控程序編製 第05講
第02章 數控程序編製 第06講
第02章 數控程序編製 第07講
第02章 數控程序編製 第08講
第02章 數控程序編製 第09講
第02章 數控程序編製 第10講
第02章 數控程序編製 第11講
第02章 數控程序編製 第12講
第02章 數控程序編製 第13講
第02章 數控程序編製 第14講
第02章 數控程序編製 第15講
第03章 數控插補原理 第16講
第03章 數控插補原理 第17講
第03章 數控插補原理 第18講
第03章 數控插補原理 第19講
第04章 計算機數控裝置 第20講
第04章 計算機數控裝置 第21講
第04章 計算機數控裝置 第22講
第04章 計算機數控裝置 第23講
第04章 計算機數控裝置 第24講
第04章 計算機數控裝置 第25講
第05章 數控系統的檢測裝置 第26講
第05章 數控系統的檢測裝置 第27講
第05章 數控系統的檢測裝置 第28講
第06章 數控伺服驅動系統 第29講
第06章 數控伺服驅動系統 第30講
第06章 數控伺服驅動系統 第31講
第06章 數控伺服驅動系統 第32講

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