数控技术课件计算机数控CNC装置.ppt
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数控技术：第四章 计算机数控装置
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4.2 CNC装置的硬件结构
4.2.1 CNC装置的硬件构成特点
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4.1 概述
6.位置控制 位置控制的主要工作是在每个采样周期内，将插补计算出
的理论位置与实际反馈位置进行比较，用其差值控制进给电 动机。位置控制可由软件完成，也可由硬件完成。在位置控 制中通常还要完成位置回路的增益调整、各坐标方向的螺距 误差补偿和反向间隙补偿等，以提高机床的机床精度。 7. I/O处理 CNC装置的I/O处理是CNC装置与机床之间的信息传递 和变换的通道。其作用一方面是将机床运动过程中的有关参 数输入到CNC装置中;另一方面是将CNC装置的输出命令(如 换刀、主轴变速换档、加冷却液等)变为执行机构的控制信号， 实现对机床的控制。
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4.1 概述
5.插补 零件加工程序中程序段的指令行程信息是有限的。如对于
加工直线的程序段仅给定起、终点坐标;对于加工圆弧的程序 段除了给定其起、终点坐标外，还给定其圆心坐标或圆弧半 径。要进行轨迹加工，CNC装置必须在一条已知起点和终点 的曲线上自动进行“数据点密化”的工作，这就是插补。插 补在每个规定的周期(插补周期)内进行一次，即在每个周期 内，按指令进给速度计算出一个微小的直线数据段，通常经 过若干个插补周期后，插补完一个程序段，也就完成了从程 序段起点到终点的“数据点密化”工作。
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4.1 概述
数控机床的CNC系统一般包括以下几个部分:数控程序、输 入/输出设备、CNC装置、可编程控制器(PLC)、主轴驱动 装置和进给驱动装置(包括检测装置)等。CNC系统框图如图 4-1所示。
4.1.2 CNC装置的组成
CNC装置由计算机硬件、系统软件和相应的I/O接口构成 的专用计算机与可编程控制器PLC组成。前者处理机床轨迹 运动的数字控制，后者处理开关量的逻辑控制。
4.2 CNC装置的硬件结构
4.2.1 CNC装置的硬件构成特点
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4.1 概述
6.位置控制 位置控制的主要工作是在每个采样周期内，将插补计算出
的理论位置与实际反馈位置进行比较，用其差值控制进给电 动机。位置控制可由软件完成，也可由硬件完成。在位置控 制中通常还要完成位置回路的增益调整、各坐标方向的螺距 误差补偿和反向间隙补偿等，以提高机床的机床精度。 7. I/O处理 CNC装置的I/O处理是CNC装置与机床之间的信息传递 和变换的通道。其作用一方面是将机床运动过程中的有关参 数输入到CNC装置中;另一方面是将CNC装置的输出命令(如 换刀、主轴变速换档、加冷却液等)变为执行机构的控制信号， 实现对机床的控制。
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4.1 概述
5.插补 零件加工程序中程序段的指令行程信息是有限的。如对于
加工直线的程序段仅给定起、终点坐标;对于加工圆弧的程序 段除了给定其起、终点坐标外，还给定其圆心坐标或圆弧半 径。要进行轨迹加工，CNC装置必须在一条已知起点和终点 的曲线上自动进行“数据点密化”的工作，这就是插补。插 补在每个规定的周期(插补周期)内进行一次，即在每个周期 内，按指令进给速度计算出一个微小的直线数据段，通常经 过若干个插补周期后，插补完一个程序段，也就完成了从程 序段起点到终点的“数据点密化”工作。
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4.1 概述
数控机床的CNC系统一般包括以下几个部分:数控程序、输 入/输出设备、CNC装置、可编程控制器(PLC)、主轴驱动 装置和进给驱动装置(包括检测装置)等。CNC系统框图如图 4-1所示。
4.1.2 CNC装置的组成
CNC装置由计算机硬件、系统软件和相应的I/O接口构成 的专用计算机与可编程控制器PLC组成。前者处理机床轨迹 运动的数字控制，后者处理开关量的逻辑控制。
计算机数控装置详述PPT课件( 36页)
后台程序，也称为背景程序，是一个循环运行程序，实现数 控加工程序的输入、预处理和管理等任务。
在后台程序的循化运行过程中，前台实时中断程序不断的定 时插入，两者密切配合，共同完成零件的加工任务。
4. 开放式CNC的软件结构
开放式CNC系统软件应采用平台技术、同一的标准 规范和面向功能元（对象）拓扑结构的应用软件， 以保证系统具有开放的基本特征。
（2）后加减速控制
CNC的信息流程图
4. 插补
在一条已知起点和终点的曲线上自动进行数据点的 密化工作。
5. 位置控制
在每个采样周期内，将插补计算出的理论位置与实 际反馈位置相比较，用其差值控制进给电机，以实 现对位置的精确控制。
6. 速度控制
1）脉冲增量插补方式的速度计算
脉冲增量插补用于以步进电机为执行元件的开环伺 服系统。
在开环伺服系统中，进给脉冲的频率决定了坐标轴 的移动速度。进给脉冲的数量决定论坐标轴的移动 位移。
1）开放式CNC总体结构
分为两部分：统一的系统平台和由各功能结构单元 对象组成的应用软件模块（或系统参考结构）。
2）系统平台
系统平台由系统硬件和系统软件组成。
系统硬件由机床的功能需求决定。
系统软件分为系统核心（如操作系统、通信系统、 实时配置系统等）、可选的系统软件（如数据库系 统等）和标准的应用程序界面。
第5章 计算机数控装置
5.1 CNC系统的组成与特点
CNC—Computerized Numerical Control
定义：借助计算机通过执行其存储器内的程序来完成 数控要求的部分或者全部功能，并配有接口电路、 伺服驱动装置的一种专用计算机系统。
也可解释为：一种控制系统，它能自动完成信息的输 入、译码、运算，从而控制机床的运动和加工过程。
在后台程序的循化运行过程中，前台实时中断程序不断的定 时插入，两者密切配合，共同完成零件的加工任务。
4. 开放式CNC的软件结构
开放式CNC系统软件应采用平台技术、同一的标准 规范和面向功能元（对象）拓扑结构的应用软件， 以保证系统具有开放的基本特征。
（2）后加减速控制
CNC的信息流程图
4. 插补
在一条已知起点和终点的曲线上自动进行数据点的 密化工作。
5. 位置控制
在每个采样周期内，将插补计算出的理论位置与实 际反馈位置相比较，用其差值控制进给电机，以实 现对位置的精确控制。
6. 速度控制
1）脉冲增量插补方式的速度计算
脉冲增量插补用于以步进电机为执行元件的开环伺 服系统。
在开环伺服系统中，进给脉冲的频率决定了坐标轴 的移动速度。进给脉冲的数量决定论坐标轴的移动 位移。
1）开放式CNC总体结构
分为两部分：统一的系统平台和由各功能结构单元 对象组成的应用软件模块（或系统参考结构）。
2）系统平台
系统平台由系统硬件和系统软件组成。
系统硬件由机床的功能需求决定。
系统软件分为系统核心（如操作系统、通信系统、 实时配置系统等）、可选的系统软件（如数据库系 统等）和标准的应用程序界面。
第5章 计算机数控装置
5.1 CNC系统的组成与特点
CNC—Computerized Numerical Control
定义：借助计算机通过执行其存储器内的程序来完成 数控要求的部分或者全部功能，并配有接口电路、 伺服驱动装置的一种专用计算机系统。
也可解释为：一种控制系统，它能自动完成信息的输 入、译码、运算，从而控制机床的运动和加工过程。
数控技术(ppt32).pptx
数控技术
第一章 数控设备的基本知识
数控设备的产生和发展
数控技术与设备
NC.(Numerical Control) 控制量（对象）：位移、角度、速度、温
度、压力、流量、颜色。 应用：机床、气割机、弯管机、冲剪机、
压力机、绘图机、测量机、雕刻机、绣花 机、衣料开片机。
数控设备的产午4时22分50秒16:22:5020.12.11
15、会当凌绝顶，一览众山小。2020年12月下午4时22分20.12.1116:22December 11, 2020
16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2020年12月11日星期五4时22分50秒16:22:5011 December 2020
工作程序编制 程序输入 轨迹插补 伺服控制
NC结构和功能
输出/入设备 数控装置 伺服系统 受控设备
NC与CNC
➢ NC:硬件，速度快 ➢ CNC：柔性好，硬件简单，多轴联动
软件慢，但可用软件硬化
第三节 数控设备的分类
按工艺用途分类 按控制运动的方式分类 按伺服系统分类 按数控装置的功能水平分类
按工艺用途分类
普通数控机床 数控加工中心 多坐标数控机床 数控特种加工机床
按控制运动的方式分类
点位控制：数控钻、镗、冲床等
直线控制：在点位控制的基础上，控 制速度，用于简易数控车、镗铣床
轮廓控制：对速度，位移（两轴以上） 进行连续相关控制，有数控车、铣、 磨床和加工中心
按伺服系统分类
开环控制 特点：结构简单，成本低，精度低 闭环控制 特点：精度高，系统复杂 半闭环控制 特点：检角位移而不检工作台位移 混合控制
第二章 数控加工编程基础
第一节 数控编程的基本内容
第一章 数控设备的基本知识
数控设备的产生和发展
数控技术与设备
NC.(Numerical Control) 控制量（对象）：位移、角度、速度、温
度、压力、流量、颜色。 应用：机床、气割机、弯管机、冲剪机、
压力机、绘图机、测量机、雕刻机、绣花 机、衣料开片机。
数控设备的产午4时22分50秒16:22:5020.12.11
15、会当凌绝顶，一览众山小。2020年12月下午4时22分20.12.1116:22December 11, 2020
16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2020年12月11日星期五4时22分50秒16:22:5011 December 2020
工作程序编制 程序输入 轨迹插补 伺服控制
NC结构和功能
输出/入设备 数控装置 伺服系统 受控设备
NC与CNC
➢ NC:硬件，速度快 ➢ CNC：柔性好，硬件简单，多轴联动
软件慢，但可用软件硬化
第三节 数控设备的分类
按工艺用途分类 按控制运动的方式分类 按伺服系统分类 按数控装置的功能水平分类
按工艺用途分类
普通数控机床 数控加工中心 多坐标数控机床 数控特种加工机床
按控制运动的方式分类
点位控制：数控钻、镗、冲床等
直线控制：在点位控制的基础上，控 制速度，用于简易数控车、镗铣床
轮廓控制：对速度，位移（两轴以上） 进行连续相关控制，有数控车、铣、 磨床和加工中心
按伺服系统分类
开环控制 特点：结构简单，成本低，精度低 闭环控制 特点：精度高，系统复杂 半闭环控制 特点：检角位移而不检工作台位移 混合控制
第二章 数控加工编程基础
第一节 数控编程的基本内容
数控技术CNCPPT课件
20.04.2020
.
4
表5.2 数控系统的技术进步状况
年代
CPU
伺服 驱动 最小 设定 单位
进给 速度
76 77 78 79 80 81 82 83
3000C/2901位片机
16位微处理器
直流模拟伺服
1 高速、高精度型2.1m/min 高速型
84 85 86 87～90
91
32位微处理器
64位
交流模 拟伺服
交流数字伺服
0.1
0.01
8.4m/min 15m/min
33.7m/min 60m/min
快速
9.6m/min
15m/min
24m/min
扩充 功能
用软件扩充数控功能、 刀具补偿，固定循环，
存储器运行
用软件充实人机接口，彩色 显示，会话编程，仿真
60m/min
240m/min
32位CPU，高速、高精度加工， 数字伺服，高速主轴，智能化开放
ISO(国际标准化组织)的定义:“数控系统是一种控制 系统，它自动阅读输入载体上事先给定的数字，并将
其译码，从而使机床移动和加工零件”。
20.04.2020
.
7
从自动控制的角度来看，CNC是一种位置（轨迹）控 制系统，其本质上是以多执行部件(各运动轴)的位移 量为控制对象并使其协调运动的自动控制系统，是一 种配有专用操作系统的计算机控制系统。
的专用操作系统 功能特征: 其操作系统由CNC管理软件和CNC控制软
件两部分组成。它是CNC系统的灵魂.
20.04.2020
.
11
操作系统
管理软件
控制软件
零
人 输故
CNC培训PPT课件
节能减排
掌握如何正确处理CNC加工过程中产生的 废弃物，降低对环境的污染。
了解如何通过改进工艺和选用环保材料来 降低能耗和减少排放。
05
CNC加工实例
零件的CNC加工实例
01
02
03
轴类零件
CNC加工可以实现高精盘类零件
CNC加工可以高效地加工 各种盘类零件，如圆盘、 法兰等。
刀具，并正确使用刀具。
03
CNC加工工艺
CNC加工的基本流程
上传程序
将编程生成的G代码程序上传 至CNC机床控制系统。
加工
启动CNC机床，按照程序进行 加工。
编程
根据零件图纸进行编程，生成 CNC机床可识别的G代码程序 。
校验程序
检查程序是否存在错误，确保 程序正确无误。
检测与修正
对加工完成的零件进行检测， 如有需要，进行修正。
箱体类零件
CNC加工可以实现高精度 、高效率的箱体类零件加 工，如减速器箱体、发动 机缸体等。
模具的CNC加工实例
注塑模具
CNC加工可以实现注塑模具的高 精度、高效率加工，提高模具质 量和生产效率。
压铸模具
CNC加工可以实现压铸模具的高 精度、高效率加工，提高模具稳 定性和使用寿命。
复杂零件的CNC加工实例
精度调整
了解如何调整CNC机床的加工精度 ，提高产品质量。
参数优化
根据不同的加工需求，合理调整 CNC机床的参数。
CNC加工的安全与环保问题
安全防护措施
环保要求
了解CNC加工过程中的安全防护措施，如 佩戴防护眼镜、手套等。
了解CNC加工过程中产生的废气、废水和 噪音等对环境的影响及处理方法。
废弃物处理
CNC培训PPT课件
率。
02
CNC编程基础
CNC编程语言介绍
01
02
03
G代码
用于描述工件加工过程的 编程语言，具有高度灵活 性和通用性。
M代码
用于控制机床辅助功能的 编程语言，如冷却开启、 主轴正反转等。
其他编程语言
如HASS、Heidenhain等 ，适用于特定类型的数控 机床。
CNC编程的基本步骤
01
02
03
短加工时间和降低成本。
精度性
CNC加工应保证高精度，确保 工件的尺寸、形状和位置精度 符合要求，减少后处理和返工 。
可靠性
CNC加工应具备可靠性，确保 加工过程稳定可靠，减少故障 和停机时间。
灵活性
CNC加工应具备灵活性，能够 适应不同类型、规格和复杂度
的工件加工需求。
CNC加工的工艺流程
编程与模拟
详细描述
在制造业中，CNC技术被广泛应用于零件的加工和装配过程，提高了生产效率和产品质量。在航空航天领域， CNC技术用于加工高精度零件，确保飞机的安全性和性能。在汽车行业中，CNC技术用于加工发动机、变速器等 关键部件。在模具制造中，CNC技术用于加工各种模具，提高了模具的精度和生产效率。
CNC技术的发展趋势
工作原理
CNC机床通过读取存储在控制系 统的加工指令，驱动伺服系统控 制机床各部件的运动，实现零件 的加工。
CNC机床的操作流程
开机与关机
按照规定的顺序打开电源，检查 气压、润滑等是否正常，然后启 动主轴和冷却液。关机时先停止
主轴和冷却液，再关闭电源。
工件装夹
根据加工需求选择合适的夹具，将 工件正确放置并固定在夹具中。
总结词
随着技术的不断进步和应用需求的不断提高 ，CNC技术将朝着高精度、高效率、智能化 和复合化方向发展。
02
CNC编程基础
CNC编程语言介绍
01
02
03
G代码
用于描述工件加工过程的 编程语言，具有高度灵活 性和通用性。
M代码
用于控制机床辅助功能的 编程语言，如冷却开启、 主轴正反转等。
其他编程语言
如HASS、Heidenhain等 ，适用于特定类型的数控 机床。
CNC编程的基本步骤
01
02
03
短加工时间和降低成本。
精度性
CNC加工应保证高精度，确保 工件的尺寸、形状和位置精度 符合要求，减少后处理和返工 。
可靠性
CNC加工应具备可靠性，确保 加工过程稳定可靠，减少故障 和停机时间。
灵活性
CNC加工应具备灵活性，能够 适应不同类型、规格和复杂度
的工件加工需求。
CNC加工的工艺流程
编程与模拟
详细描述
在制造业中，CNC技术被广泛应用于零件的加工和装配过程，提高了生产效率和产品质量。在航空航天领域， CNC技术用于加工高精度零件，确保飞机的安全性和性能。在汽车行业中，CNC技术用于加工发动机、变速器等 关键部件。在模具制造中，CNC技术用于加工各种模具，提高了模具的精度和生产效率。
CNC技术的发展趋势
工作原理
CNC机床通过读取存储在控制系 统的加工指令，驱动伺服系统控 制机床各部件的运动，实现零件 的加工。
CNC机床的操作流程
开机与关机
按照规定的顺序打开电源，检查 气压、润滑等是否正常，然后启 动主轴和冷却液。关机时先停止
主轴和冷却液，再关闭电源。
工件装夹
根据加工需求选择合适的夹具，将 工件正确放置并固定在夹具中。
总结词
随着技术的不断进步和应用需求的不断提高 ，CNC技术将朝着高精度、高效率、智能化 和复合化方向发展。
CNC培训PPT课件
G代码指令
G代码指令是CNC编程中最常用 的指令之一，用于控制机床的移 动轨迹，如G00表示快速定位，
G01表示直线插补。
M代码指令
M代码指令用于控制机床的辅助动 作，如M03表示主轴正转，M05 表示主轴停转。
S代码指令
S代码指令用于控制主轴的转速，如 S200表示主轴转速为200转/分钟。
CNC编程的技巧与注意事项
全性。
04
CNC加工实例
加工实例一：简单零件的加工
总结词
基础入门，掌握CNC基本操作
详细描述
介绍简单零件的CNC加工流程，包括毛坯选择、工件装夹、刀具选择、切削参数设置等 。通过实例演示，使学员掌握CNC加工的基本操作和安全规范。
相关操作
手动编程、G代码理解、刀路模拟等。
加工实例二：复杂零件的加工
03
CNC机床操作
CNC机床的基本操作
启动与关闭CNC机床
熟悉CNC机床的启动和关闭操作，确保在正 确的状态下进行工作。
刀具选择与安装
根据加工需求选择合适的刀具，并正确安装 到主轴上。
坐标系设置
了解并掌握CNC机床的坐标系设置，包括工 件坐标系和机械坐标系。
程序输入与编辑
掌握CNC编程软件的使用，能够输入、编辑 和调试加工程序。
cnc培训ppt课件
汇报人：可编辑 2023-12-25
目录
• CNC技术简介 • CNC编程基础 • CNC机床操作 • CNC加工实例 • CNC技术常见问题及解决方案
01
CNC技术简介
CN种将计算机技术应用于机床控
制的技术。
CNC机床通过读取存储在计算 机中的G代码（加工程序）来控
常见问题二：CNC编程错误处理
G代码指令是CNC编程中最常用 的指令之一，用于控制机床的移 动轨迹，如G00表示快速定位，
G01表示直线插补。
M代码指令
M代码指令用于控制机床的辅助动 作，如M03表示主轴正转，M05 表示主轴停转。
S代码指令
S代码指令用于控制主轴的转速，如 S200表示主轴转速为200转/分钟。
CNC编程的技巧与注意事项
全性。
04
CNC加工实例
加工实例一：简单零件的加工
总结词
基础入门，掌握CNC基本操作
详细描述
介绍简单零件的CNC加工流程，包括毛坯选择、工件装夹、刀具选择、切削参数设置等 。通过实例演示，使学员掌握CNC加工的基本操作和安全规范。
相关操作
手动编程、G代码理解、刀路模拟等。
加工实例二：复杂零件的加工
03
CNC机床操作
CNC机床的基本操作
启动与关闭CNC机床
熟悉CNC机床的启动和关闭操作，确保在正 确的状态下进行工作。
刀具选择与安装
根据加工需求选择合适的刀具，并正确安装 到主轴上。
坐标系设置
了解并掌握CNC机床的坐标系设置，包括工 件坐标系和机械坐标系。
程序输入与编辑
掌握CNC编程软件的使用，能够输入、编辑 和调试加工程序。
cnc培训ppt课件
汇报人：可编辑 2023-12-25
目录
• CNC技术简介 • CNC编程基础 • CNC机床操作 • CNC加工实例 • CNC技术常见问题及解决方案
01
CNC技术简介
CN种将计算机技术应用于机床控
制的技术。
CNC机床通过读取存储在计算 机中的G代码（加工程序）来控
常见问题二：CNC编程错误处理
第4章计算机数控(CNC)装置 数控技术课件
高档
10 m
1 m
Байду номын сангаас
0.1 m
8-15 m/min
15-24 m/min
15-100 m/min
2-3轴
2-4轴或3-5轴以上
8位
16位、32位甚至采用RISC的64位
步进电机、开环 无
直流及交流闭环、全数字交流伺服系统 有内装PC，功能极强的内装PC，甚至有轴控制功能
数码管,简单的CRT字符 显示
无
直流模拟伺服 1
高速、高精度型2.1m/min 高速型
交流模 拟伺服
0.1
8.4m/min 15m/min
交流数字伺服 0.01
33.7m/min 60m/min
快速
9.6m/min
15m/min
24m/min
60m/min
240m/min
扩充 功能
用软件扩充数控功能、 刀具补偿，固定循环，
存储器运行
1） 刀具长度、刀具半径补偿和刀尖圆弧的补偿 2）工艺量的补偿 （7）固定循环加工功能
2020/6/16
4.1.4 CNC装置的主要功能和特点
（8）辅助功能（M代码） （9）字符图形显示功能 （10）程序编制功能：手工编程、 在线编程、自动编程 （11）输入、输出和通讯功能 （12）自诊断功能
C数控装置的特点
2020/6/16
4.1.4 CNC装置的主要功能和特点
1.数控装置的主要功能
（1）控制轴数和联动轴数 （2）准备功能（G功能） （3）插补功能 （4）主轴速度功能：主轴转速的编码方式、恒定线速度、主轴定向准 （5）进给功能（ F ）
1）切削进给速度 2) 同步进给速度 3）快速进给速度 4）进给倍率 。 （6）补偿功能
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2021/1/30
4.1.1 CNC技术的发展
表4·2 数控系统的技术进步状况
年代 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87～90
91
CPU
3000C/2901位片机
16位微处理器
32位微处理器
64位
伺服 驱动
最小 设定 单位
进给 速度
直流模拟伺服 1
高速、高精度型2.1m/min 高速型
8位
16位、32位甚至采用RISC的64位
步进电机、开环 无
直流及交流闭环、全数字交流伺服系统 有内装PC，功能极强的内装PC，甚至有轴控制功能
数码管,简单的CRT字符 显示
无
有字符图形或三维图形显示
RC232C和DNC接口
还可能有MAP通 讯接口和联网功 能
4.1.2 CNC系统的组成
EIA(美国电子工业协会)所属的数控标准化委员会的定义:“CNC是 用一个存储程序的计算机，按照存储在计算机内的读写存储器中的控 制程序去执行数控装置的部分或全部功能，在计算机之外的唯一装置 是接口”。
ISO(国际标准化组织)的定义:“数控系统是一种控制系统，它自动 阅读输入载体上事先给定的数字，并将其译码，从而使机床移动和加 工零件”。
CNC系统与NC系统 数控系统分轮廓控制和点位控制系统。
数控系统的核心是完成数字信息运算、处理和控制的计算机，即 数字控制装置。
2021/1/30
4.1.2 CNC系统的组成
1） 刀具长度、刀具半径补偿和刀尖圆弧的补偿 2）工艺量的补偿 （7）固定循环加工功能
2021/1/30
从自动控制的角度来看，CNC系统是一种位置（轨 迹）、速度（还包括电流）控制系统，其本质上是以多 执行部件(各运动轴)的位移量、速度为控制对象并使其 协调运动的自动控制系统，是一种配有专用操作系统的 计算机控制系统。
从外部特征来看，CNC系统是由硬件（通用硬件和 专用硬件）和软件（专用）两大部分组成的。
1976年
电子管、继电器，模拟电路 晶体管，数字电路（分立元件） 集成数字电路
内装小型计算机，中规模集成电路
计算机 数控 CNC
第五代
1974年
1979年 1981年 1987年 1991年 1995年
1982年
内装微处理器的NC字符显示，故障自诊断
超大规模集成电路，大容量存储器，可编程接口，遥控接口 人机对话,动态图形显示,实时软件精度补偿,适应机床无人 化运转要求 32位CPU，可控15轴，设定0.0001mm进给速度24m/min，带前 馈控制的交流数字伺服、智能化 系统。 利用RISC技术64位系统。 微机开放式CNC系统。
第4章 计算机数控(CNC)装置
2021/1/30
4.1 概 述
2021/1/30
4.1.1 CNC技术的发展
表4.1数控系统的演变
分类
世代
诞生年代 世界 我国
系统元件及电路构成
硬件数 控NC
第一代 第二代 第三代
第四代
1952年 1959年 1965年
1970年
1958年 1965年 1972年
交流模 拟伺服
0.1
8.4m/min 15m/min
交流数字伺服 0.01
33.7m/min 60m/min
快速
9.6m/mi0m/min
240m/min
扩充 功能
用软件扩充数控功能、 刀具补偿，固定循环，
存储器运行
用软件充实人机接口，彩色 显示，会话编程，仿真
32位CPU，高速、高精度加工， 数字伺服，高速主轴，智能化开放
2021/1/30
4.1.3 CNC装置的组成和工作原理
数控加工程序
应用软件
控制软件
管理软件 操作系统
硬件
被控设备
接
口
机床 机器人
测量机
......
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CNC系统平台
4.1.3 CNC装置的组成和工作原理
1. 硬件结构: CPU，存储器，总线、外设等。
2. 软件结构：是一种用于零件加工的、实时控制的、特殊的（或称
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4.1.4 CNC装置的主要功能和特点
1.数控装置的主要功能
（1）控制轴数和联动轴数 （2）准备功能（G功能） （3）插补功能 （4）主轴速度功能：主轴转速的编码方式、恒定线速度、主轴定向准 （5）进给功能（ F ）
1）切削进给速度 2) 同步进给速度 3）快速进给速度 4）进给倍率 。 （6）补偿功能
输入内容——零件程序、控制参数和补偿数据。 输入方式——穿孔纸带阅读输入、磁盘输入、光盘输入、手健盘输入，
通讯接口输入及连接上级计算机的DNC接口输入
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4.1.3 CNC装置的组成和工作原理
2）译码：以一个程序段为单位，根据一定的语法规则解释、翻译成计算机
能够识别的数据形式，并以一定的数据格式存放在指定的内存专 用区内。
系统
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项目 分辨率 进给速度 联动轴数 主CPU 伺服系统 内装PLC 显示功能 通信功能
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4.1.1 CNC技术的发展
表4·3 数控系统的功能水平
低档
中档
高档
10 m
1 m
0.1 m
8-15 m/min
15-24 m/min
15-100 m/min
2-3轴
2-4轴或3-5轴以上
专用的）计算机操作系统。
初始化
编辑
存储
系统
程序管理
系统控制软件
录放
管理软件 控制软件
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输
输显
诊译
补速插
位
入
出示
断码
偿度补
控
程
程程
程程
计控程
程
序
序序
序序
算制序
序
图4.1 CNC软件的构成
4.1.3 CNC装置的组成和工作原理
3. 工作原理
通过各种输入方式，接受机床加工零件的各种数据信息，经 过CNC装置译码，再进行计算机的处理、运算，然后将各个坐标 轴的分量送到各控制轴的驱动电路，经过转换、放大去驱动伺服 电动机，带动各轴运动。并进行实时位置反馈控制，使各个坐标 轴能精确地走到所要求的位置。 简要工作过程： 1）输入：
3）数据处理：包括刀具补偿，速度计算以及辅助功能的处理等。 4）插补：插补的任务是通过插补计算程序在一条曲线的已知起点和终点之
间进行“数据点的密化工作”。
5）位置控制：在每个采样周期内，将插补计算出的理论位置与实际反馈位
置相比较，用其差值去控制进给伺服电机。
6）I/O处理：处理CNC装置与机床之间的强电信号输入、输出和控制。 7）显示：零件程序、参数、刀具位置、机床状态等。 8）诊断：检查一切不正常的程序、操作和其他错误状态。