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数控概论15-3

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《概论数控机床》PPT课件

《概论数控机床》PPT课件
6. 辅助控制装置 其作用是接受数控装置输出的主运动换向、变 速、启停、刀具选择和交换等的指令信息，并发出 控制辅助装置的指令。常用h PLC作辅助控制装置。9
7. 机床 由主传动装置、进给传动装置、床身、工作台 和辅助装置组成。
二、工作原理
加工程序
数控 装置
伺服 系统
零件图
数控系统
图1-2 数控机床的工作原理图
这类数控机床不带位置检测反馈装置。开环
控制的数控机床工作比较稳定，反应快，调试方
便，维修简单，但控制精度低，这类数控机床多
为经济型。
h
14
2. 闭环控制数控机床
指令 位置比 较电路
速度控 制电路
伺服 电动机
工作台
速度检测
位置检测
图1-7 闭环控制框图 这类数控机床带有位置检测反馈装置。位置检测装置 安装在机床工作台上，用以检测机床工作台的实际运行位 置，并与CNC装置的指令位置h进行比较，用差值进行控制15。
4．行程；
5．主轴转速和调节范h围；
2
6．进给速度和调节范围； 7．准备功能（G功能）； 8．辅助功能（M功能）； 9. 自动加减速功能； 10. 开关量接口。 §1.2 数控机床的产生与发展
第一代数控机床：1952年由美国帕森兹公司和麻省理 工学院合作研制成功，使用电子管元件。中国58年生产。
第二代数控机床： 1959年，以美国耐克•杜列
第五代数控机床： 1974年开始出现的以微处 理器为核心的数控系统。中国81年生产。
第六代数控机床： 1990年生产出了基于工控 PC机的通用CNC系统。中国92年生产。
h
4
二、我国数控机床的状况
中档普及型数控机床的功能、性能和可靠性

第1章数控技术概论.pptx

第1章数控技术概论.pptx

1-1-2 数控技术发展的几个主要阶段
电子管
晶体管和印 刷电路板
计算机数控 装置
小规模的集 成电路
微计算机数 控装置
基于PC的通 用CNC系统
1-1-3 我国数控技术发展概况
1958年 开始研制 1966年 第一台晶体管数控系统 1970年 集成电路数控系统
1-1-4 数控技术发展趋势
高精度 高速度 高可靠性 高智能化 高通信功能
。2020年11月18日星期三上午11时24分13秒11:24:1320.11.18
• •
T H E E N D 15、会当凌绝顶，一览众山小。2020年11月上午11时24分20.11.1811:24November 18, 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11月18日星期三11时24分13秒11:24:1318 November 2020
1-2 数控机床的工作原理及基 本组成
1-2-1 数控机床的工作原理
数控机床是按数字形式给出的指令进行加工
1-2-2数控机床的组成
加
输
数
工
入
控
程装系
序
置
统
伺服系统
机
械
部
辅助控制装置
分
反馈系统
1-3 数控机床的分成型机床 3．特种加工机床 4．其它类
1-3-2按控制系统功能分类
• 13、志不立，天下无可成之事。20.11.1820.11.1811:24:1311:24:13November 18, 2020
• 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other famous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.

数控概论15-3

数控概论15-3

3. 数控技术与自动化技术
德国的自动控制教科书这样定义数字控制： The flexibility of the machine is improved by applying the so-called numerical control (abbreviated to NC) in which the type and order of the production processes for a workpiece are stored in a so-called ‘part program’ containing the control in formation In the form of alpha-numeric codes.
直线控制分为两种，简单直线运动控制和 采用直线插补控制的直线运动控制。应用如 车、铣斜面等
3. 数控技术与自动化技术
（3）轮廓控制：当切削运动的路径是圆弧或 任意曲线时，须采用轮廓控制。应用如车圆弧 面车铣任意曲面等。
进行轮廓控制一般采用圆弧插补。 从图7.1可见，数控系统配备了插补器进行 上述运动控制的计算。 注意：除点位系统外，系统不仅要控制路 径的正确还控制进给速度的正确性 6. 什么是直线插补和圆弧插补？（ 教材P48） 定义、 原理
3. 数控技术与自动化技术
数控加工的运动形式（1）
3. 数控技术与自动化技术
数控加工的运动形式（2）
3. 数控技术与自动化技术
6. 什么是直线插补和圆弧插补？（ 教材P48） 定义 原理简述 现在绝大多数数控装置只具备直线插补和
圆弧插补功能，只有特殊要求时附加抛物线插 补计算
插补技术较为成熟的是逐点比较法和数字 积分法。
2）进给。向规定轨迹靠拢，缩小偏差。 3）偏差计算。计算新坐标对规定轨迹的偏 差，作下一步走向判别。

数控编程技术：第1章 数控技术概论

数控编程技术：第1章 数控技术概论
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1. 1数控机床的概念及发展概况
1. 1. 2数控机床的产生与发展过程
数字控制的对象是多种多样的，但数控机床是最早应用数 控技术的控制对象，也是最典型的数控化设备。数控机床是 采用了数控技术的机床，或者说是装备了数控系统的机床。 国际信息处理联盟( International Federation of Information Processing, IFIP)第五技术委员会，对数控机床作了如下定 义:数控机床是一种装了程序控制系统的机床，该系统能逻辑 地处理具有使用号码或其他符号编码指令规定的程序。
第1章 数控技术概论
1. 1数控机床的概念及发展概况 1. 2数控机床的工作原理及基本组成 1. 3数控机床的分类 1. 4数控机床的特点和应用范围 1. 5数控编程概述 1. 6数控编程工艺基础 1. 7数控程序编制中的数学处理方法
1. 1数控机床的概念及发展概况
1. 1. 1数字控制的基本概念
5.智能化 早期的数控系统通常针对相对简单的理想环境，其作用是
调度任务，以确保加工在规定期限内完成。而目前人工智能 则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。
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1. 1数控机床的概念及发展概况
在数控技术领域，智能控制的研究和应用方向正沿着几个重 要分支发展:自适应控制(Adaptive Control,AC )、模糊控制、 视神经网络控制、专家控制和前馈控制等。自适应控制是在 加工过程中，中断检查用来表示加工状态的相关参数，如切 削力、切削温度等，通过与机内设定参数的对比及响应的处 理，对主轴转速、执行部件进给速度等进行校正，使数控机 床能够始终在最佳的切削状态下工作，从而提高加工精度。 在数控系统中还可以配备编程专家系统、故障诊断专家系统、 参数自动设定和刀具自动管理及补偿等自适应调节系统，在 压力、温度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使数控 系统性能大大提高，从而达到最佳控制的目的。

数控 第一章概论

数控 第一章概论
延边大学 工学院
6
机床数字控制的基本原理
X δ
15 14 13 12 16
△y
△x
1L
1T
11
1O
1Y
◆ 轮廓控制：加工平面曲线、空间曲线、空间曲面时，需要多坐标联动。以平 面（两维）的任意曲线L为例，要求刀具Τ 沿（逼近）曲线轨迹 运动，进行切削加工。 如图,将曲线L分割成：l0、l1、l2„„、li等线段。用直线（或圆弧）代替（逼 近）这些线段，当逼近误差δ 相当小时，这些折线段之和就接近了曲线。
延边大学 工学院
5ຫໍສະໝຸດ 覆盖领域：(1)机械制造技术；(2)信息处理、加工、传输技术； (3)自动控制技术；(4)伺服驱动技术；(5)传感器 技术；(6)软件技术
◆ 数控机床：(Numerical Control Machine Tools） 是采 用数字控制技术对机床的加工过程进行自动控 制的一类机床。它是数控技术典型应用的例子。 ◆ 数控系统: 数控系统（Numerical Control System）实现 数字控制的装置。 ◆ 计算机数控系统:（CNC: Computer Numerical Control） 以计算机为控制核心的数字控制系统。
延边大学 工学院
9
◆ 插补意义：基本线型的形成及如何分段逼近
◆ 基本线型：由插补指令完成。如直线插补、圆弧插补、 抛物线插补、螺旋线插补、极坐标插补、 圆柱插补、样条插补、曲面直接插补、纳米 插补、光顺插补等.插补指令越多，越能实现 复杂型面的加工.
◆ 分段逼近：按允许的误差分弦线逼近、割线逼近、切 线逼近。 ◆ 插补分类：基准脉冲插补、数据采样插补（主要方法）
数控技术
2011. 03. 01. 延边大学 工学院 朴成道

第一章数控机床概论

第一章数控机床概论

数控技术及应用上局部：数控技术第一章数控机床概论1．简述数控机床、数控技术的底子概念2．简述数控机床的发生历程以及数控技术的开展趋势3．与传统机床比拟,数控机床有何特点？4．数控机床有哪几局部组成各局部的作用是什么？5．简述数控机床的加工道理、使用范围6．按控制系统的特点数控机床分哪几类？7．按伺服系统的控制道理数控机床分哪几类？8．什么是点位控制、直线控制、轮廓控制数控机床？第二章计算机数控系统1．CNC系统主要由哪几局部组成？CNC装置主要由哪几局部组成？2．试述CNC装置的工作过程。

3．单微处置器布局的CNC装置与多微处置器布局的CNC装置有何区别？多微处置器布局的CNC装置有哪些底子功能模块？4．共享总线布局的CNC装置与共享存储器布局的CNC装置各有何特点？5．试阐发现代CNC装置的硬件布局的特点？6．CNC装置中常用的CPU有哪几类？其特点如何？7．CNC装置中常用的存储器有哪几类？其特点如何？8．CNC装置与机床电气设备之间的接口按功能分为哪几类？各传送什么信息？9．CNC装置的I/O接口电路中常用哪些抗干扰技术？10．CNC装置的软件布局可分为哪两类？各有何特点？11．中断型布局的软件中，各中断效劳程序的优先级是如何安排的？12．CNC装置常用的输入输出设备有哪些？13．CNC装置常用的通信接口有哪些？各有什么特点？14．现代CNC装置的诊断技术有哪些开展标的目的15．CNC装置的主要技术指标有哪些？16．简述我国使用较多的几种典型CNC装置的功能和特点？17．何谓刀具长度抵偿、刀具半径抵偿？其执行过程如何？18．B功能刀具半径抵偿与C功能刀具半径抵偿的区别在何处？19．什么叫插补？目前应用较多的插补算法有哪些？20．试述逐点比较法插补的四个节拍，并推导第Ⅱ象限直线插补公式。

21．设欲加工第一象限直线OE、起点坐标为O〔0，0〕，终点坐标为E〔11，8〕，脉冲当量δ＝1，试用逐点比较法插补之并画出插补轨迹。

数控技术概述课件.pptx

际操作与加工 第六章 关于CAXA
6.1 熟练CAXA页面 6.2 关于听课 6.3 关于独立完成能
力
第一章 数控机床概论
1.1 数控机床的产生
1948年
美国Parsons公司在研制加工直升机 飞机叶片轮廓时提出了数控机床的 设想
1949年
Parsons公司与麻省理工学院(MIT) 合作,开始三坐标铣床的数控化工作
课程概述
第一章 数控机床的概论 第二章 数控机床种类 第三章 数控机床结构组成 第四章 数控机床编程 第五章 数控加工中心的实
际操作与加工 第六章 关于CAXA
1.1 数控机床的产生 数控机床的产生 数控技术概念
1.2 数控机床的组成 1.3 数控机床的特点 1.4 先进制造系统
课程概述
第一章 数控机床概论 第二章 数控机床种类 第三章 数控机床结构组成 第四章 数控机床编程 第五章 数控加工中心的实
加工同一批零件，同一机床及环境，使用数控 程序，刀具的走刀轨迹一样，零件一致性好。
数控机床既可以减少零件加工时间及辅助时间，
生产率高 也可以进行强力切削，同时由于机械手的存在
可以一机多用，大大提高了生产效率。
第一章 数控机床概论
1.3 数控机床的特点
数控机床在加工前经调整好后，输入程序并启
改善劳动 动，机床就能自动连续的进行加工，直到结束 条件 操作者劳动强度降低，趋于智力型工作。
3.2 伺服系统 伺服体统的分类 常用驱动元件 常用检察元件
课程概述
第一章 数控机床概论 第二章 数控机床种类 第三章 数控机床结构组成 第四章 数控机床编程 第五章 数控加工中心的实
际操作与加工 第六章 关于CAXA
4.1 加工中心的简介 4.2 辅助设备 4.3 加工中心的程序

第一章 数控技术概论hlg

•步进电动机通常用于开环伺服系统机床。
（2）直流伺服电动机
» ① 小惯量直流电动机 » ② 宽调速直流电动机
» ③ 无刷直流电动机
（3）交流伺服电动机
• 近年来新型功率开关器件、专用集成电 路和新的控制算法等的发展带动了交流 驱动电源的发展，使其调速性能更能适 应数控机床伺服系统的要求。交流速度 控制系统正逐步取代直流速度控制系统。
引言数控技术概论数字控制ncnumericalcontrol计算机数字控制cnccomputernumericalcontrol第一章第一章概论概论上一页下一页以数字量作为控制信息量上一页下一页数控技术给机械制造业带来了革命性的变化现代数控技术成为制造业实现自动化柔性化集成化生产的基础技术数控机床是发展现代机械制造技术必需的基础设备数控技术水平的高低数控机床拥有量的多少是衡量一个国家工业现代化水平的重要标志11数控技术的发展数控技术概论111数控机床的产生数控设备就是采用了数控技术的机械设备或者说是装备了数控系统的机械设备
• 4．CRT显示及其接口 • 5．数控机床通信RS-232接口
1.2.3 数控机床的工作原理 • 数控系统的主要任务之一就是控制执行 机构按预定的轨迹运动。一般情况是已 知运动轨迹的起点坐标、终点坐标和曲 线方程，由数控系统实时地算出各个中 间点的坐标。即需要“插入、补上”运 动轨迹各个中间点的坐标，通常这个过 程就称为“插补”。
2.闭环控制数控机床
速度反馈
速度检测元件 位置反馈
图1.6 闭环控制系统框图
第1章 数控技术概论
1.3 数控机床的分类
1.3.3 按伺服控制方式分类
工作台 输入 数 装 控 置 控 电 制 路 伺 电 服 机
3.半闭环控制数控机床

第一章概论

数控机床中国地质大学机电学院主要参考书胡占齐、杨莉《机床数控技术》机械工业出版社北京，2013年第二版北京年第版朱晓春《数控技术》高等教育出版社，北京，2011年第二版李勇，李伟光等《机械设备数控技术》国防工业出版社北京，2012第二版第一章第章概述1 数控系统及数控机床的基本概念数控系统及数控机床的基本概念1-1数控机床的组成2 数控机床的组成1 2-2数控机床的工作原理及分类1-33 数控机床的工作原理及分类4 数控机床的特点和应用范围数控机床的特点和应用范围1-4数控机床的产生与发展5 数控机床的产生与发展1-551.1 数控系统及数控机床的基本概念–（Numerical Control Technology，NC）是种借助数字化信数字控制Numerical Control Technology）是一种借助数字化信息（数字、字符）对某一工作过程（如加工、测量、装配等）发出指令并实现自动控制的技术。

–数控系统（Numerical Control System）采用数字控制技术的自动控制系Numerical Control System统。

–数控机床（Numerical Control Machine Tools）是采用数字控制技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床。

数控机床是一种装有程序控制床的加工过程进行自动控制的类机床数控机床是种装有程序控制系统（数控系统）的高效自动化机床。

是数控技术典型应用的例子。

–计算机数控（CNC）采用存储程序的专用计算机来实现部分或全部基本数控功能，则称为计算机数控。

数控功能则称为计算机数控输输出装置1-2 数控机床的组成1.2.1 输入输出装置操作面板：它是操作人员与数控装置进行信息交流的工具组成：西门子操作面板法拉科操作面板1.2.1 输入输出装置控制介质：人与数控机床之间建立某种联系的中间媒介物就是控制介质，又称人与数控机床之间建立某种联系的中间媒介物就是控制介质又称为信息载体。

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3. 数控技术与自动化技术
德国的自动控制教科书这样定义数字控制： The flexibility of the machine is improved by applying the so-called numerical control (abbreviated to NC) in which the type and order of the production processes for a workpiece are stored in a so-called ‘part program’ containing the control in formation In the form of alpha-numeric codes.
3. 数控技术与自动化技术
（3）轮廓控制：当切削运动的路径是圆弧或 任意曲线时，须采用轮廓控制。应用如车圆弧 面车铣任意曲面等。 进行轮廓控制一般采用圆弧插补。 从图7.1可见，数控系统配备了插补器进行 上述运动控制的计算。 注意：除点位系统外，系统不仅要控制路 径的正确还控制进给速度的正确性 6. 什么是直线插补和圆弧插补？（ 教材P48） 定义、 原理
3. 数控技术与自动化技术
数控加工的运动形式（1）
3. 数控技术与自动化技术
数控加工的运动形式（2）
3. 数控技术与自动化技术
6. 什么是直线插补和圆弧插补？（ 教材P48） 定义 原理简述 现在绝大多数数控装置只具备直线插补和 圆弧插补功能，只有特殊要求时附加抛物线插 补计算 插补技术较为成熟的是逐点比较法和数字 积分法。 逐点比较法的工作原理：
3. 数控技术与自动化技术
NC的信息流
3. 数控技术与自动化技术
几何数据包括了工件相对于刀具运动的数 据它将产生工件需要的几何形状。 技术数据包括了各种开关功能（过程控制） 如进给速度、主轴转速、刀具转换、切削液应 用等。 3. 开关功能的触发是由机床的控制接口（接 口技术）与机床反馈过来的信息比较后作用的 4. 当刀具长度、刀具半径影响程序数据时， 要进行刀具长度补偿和刀具半径补偿计算。 （教材P75）
3. 数控技术与自动化技术
5.零件形状的加工在编程中只是给出起始位 置坐标但其中的运动方式数控系统要能分辨， 并计算其数值。这种运动方式称为控制类型 （Types of control system）可分为点位控制、 点位直线控制、和轮廓控制（教材P6） （1）点位控制：切削运动发生在刀具已位于 切削位置时。程序坐标只是切削运动开始的位 置坐标。从起点到终点的运动只需保证位置准 确其位移的速度无需控制。如钻孔、镗孔工序3. 数控技术与自动化技术
（2）点位直线控制（直线控制）：切削运动 发生在从程序的起点到终点的直线运动全过程 如车削、铣削、钻、镗孔从起点到终点的全过 程等。这种运动的控制不仅要控制其起始位置 还须控制其运动速度 直线控制分为两种，简单直线运动控制和 采用直线插补控制的直线运动控制。应用如 车、铣斜面等
3. 数控技术与自动化技术
4）终点判断。 到—停止插补。 否—回第一步 7. 从图7-1可见：从插补器出来的信号进入比 较器进行位置和速度比较，然后进入放大器再 进入控制进给电机。这就是数控装置外的伺服 机构或伺服系统（子系统）。
3. 数控技术与自动化技术
计算机在控制加工轨迹过程中，逐点计算 和判别加工偏差以控制坐标进给，（在机床接 口前）从而按规定的图形加工出合格工件。这 种插补方法的特点在于每控制机床坐标（拖板） 走一步时都要完成四个工作节拍： 1）偏差判别。判别加工点对规定几何轨迹 的偏离位置，然后决定拖板的走向。 2）进给。向规定轨迹靠拢，缩小偏差。 3）偏差计算。计算新坐标对规定轨迹的偏 差，作下一步走向判别。
3. 数控技术与自动化技术
认识 部分 程序 实例：
3. 数控技术与自动化技术
认识部分程序实例：
3. 数控技术与自动化技术
3.3.1 数字控制功能的一般讨论 数字控制是生产自动化的一种非常重要的 控制方式 。NC和CNC是数字控制的两种结构。 除NC和CNC外，还有DNC，它是数字控制也 是自动化技术的另一种重要类型。它与CNC不 仅结构不一样，而且是另一种类型的数字控制 图7-1展示 1. 工件的加工是由‘部分程序’所讨论的 2. 译码—几何数据和技术数据
3. 数控技术与自动化技术
3.3 数字控制概述 （教材P15） 什么是数字控制系统？ 美国电气工业协会定义： 如果一个系统的控制作用是由在某些位置 上直接插入数字数据所控制。而且，这个系统 还必须至少对这些数据的一些部分进行译码， 这种控制方式叫数字控制。 这些数字数据即为所谓的“部分程序”。 （Part program）