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数控机床概述.pptx

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模块一 数控机床概述.ppt

模块一 数控机床概述.ppt

指令值
混合
驱动 电路
步进 电动机
校正 脉冲 电源
系统误差
D/A
C 比较单元
指令值
图1-1 开环补偿型控制方式
C
混合 控制
速度 控制
伺服电动机 A
B
图1-2 半闭环补偿型控制方式
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GDGM 2005
Exit © 2005 GDGM 机电
模块一：数控机床概述
单元四
数控机床的发展趋势
一、数控机床结构的发展 二、计算机控制性能的发展 三、伺服驱动系统的发展
模块一 数控机床概述
《数控机床与编程》
© 2005 GDGM 机电
模块一：数控机床概述
单元一 单元二 单元三 单元四
数控机床的特点 数控机床的组成和工作原理 数控机床的分类 数控机床的发展趋势
2
GDGM 2005
© 2005 GDGM 机电
模块一：数控机床概述
单元一 数控机床的特点
一、数控机床的加工特点 ① 适应性强 ② 精度高，质量稳定 ③ 生产效率高 ④ 能实现复杂的运动 ⑤ 良好的经济效益 ⑥ 有利于生产管理的现代化
3、按驱动装置的特点分类 ① 开环控制数控机床 ② 闭环控制数控机床 ③ 半闭环控制数控机床 ④ 混合控制数控机床
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GDGM 2005
Exit © 2005 GDGM 机电
模块一：数控机床概述
单元三 数控机床的分类
1、按加工工艺方法分类
① 金属切削类数控机床
金属切削类数控机床有数控车床、数控铣床、数控钻 床、数控镗床、数控磨床、数控镗铣床等。加工中心MC是 带有刀库和自动换刀装置的数控机床。
GDGM 2005
数控加工中心 工作台

《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

数控机床概述(PPT 62页)

数控机床概述(PPT 62页)
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2021/7/11
27
1.3 数控机床的分类
一. 按运动轨迹分类
1．点位控制数控机床 点——点位置精确控制，保证的是定位精度，以慢~快~慢 的运动方式。 这类机床主要有数控坐标镗床、数控钻床、数控点焊机 和数控折弯机等，其相应的数控装置称为点位控制数控 装置。
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2．直线控制数控机床 位置控制+速度和路线控制，只能沿 某个坐标轴方向〔平行或45°〕切 削加工。
点和对刀点.
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1.机床原点：固定不变的. 1)数车:卡盘端面与主轴中心线交点.
• 2)数铣:一般取XYZ轴正向极限位置. • 2.机床参考点:出厂时设定. • 1)数车:离原点最远的极限点. • 2)数铣:与原点重合. • 3.工件原点:程序原点 • 1)满足编程简单、尺寸换算少、加工误差小 • 等条件 . • 2)一般工件原点应选择尺寸标注基准或定位 • 基准.
计算机集成制造系统〔Computer-Integrated Manufacturing System，CIMS〕，是指用最 先进的计算机技术，控制从定货、设计、工艺 、制造到销售的全过程，以实现信息系统一体 化的高效率的柔性集成制造系统。
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1.1.3 我国数控机床开展概况
1958年开始并试制成功第一台电子管数控机 床。1965年开始研制晶体管数控系统，直 到20世纪60年代末至70年代初成功。从20 世纪80年代开始，先后从日本、美国、德 国等国家引进先进的数控技术。如北京机 床研究所从日本FANUC公司引进FANUC3 、FANUC5、FANUC6、FANUC7系列产 品的制造技术；上海机床研究所引进美国 GE公司的MTC-1数控系统等。

《数控机床概述 》课件

《数控机床概述 》课件

数控机床的应用领域
汽车制造领域
航空航天领域
数控机床在汽车制造中广泛应用于发动机 、变速器、底盘等关键零部件的加工。
由于航空航天领域对零部件的精度和性能 要求极高，数控机床在制造飞机和航天器 零部件方面具有重要作用。
模具制造领域
医疗器械领域
数控机床可以高效地加工各种模具，广泛 应用于塑料、橡胶、金属等行业的模具生 产。
数控装置的工作原理
数控装置是数控机床的指挥中心，它按照输入的程序指令，经过计算和处理后， 输出脉冲信号给伺服系统，控制机床各运动部件的运动。
数控装置主要由输入输出装置、数控软件和主控制装置组成，具有插补计算、伺 服驱动、故障诊断等功能。
伺服系统的工作原理
伺服系统是数控机床的重要进行 运动。
03
使用专用工具进行装夹 和测量，不得使用其他 工具替代。
04
定期检查冷却液和润滑 油的供应是否正常。
紧急情况的处置措施
如遇突然断电或系统 故障，应立即关闭主 电源，并通知维修人 员。
若发生人员受伤或设 备损坏等事故，应立 即报告上级领导并协 助处理。
当发生火灾或其他紧 急情况时，应立即停 机并按照安全疏散程 序撤离。
05
数控机床的安全操作规程
开机前的安全检查
确保电源连接良好，无裸露电 线和损坏的插座。
检查机床周围环境，确保没有 杂物和障碍物。
确认刀具和夹具安装牢固，无 松动现象。
开启数控系统，检查各轴运动 是否正常。
机床操作中的安全注意事项
01
操作过程中不得离开机 床，以免发生意外。
02
避免用手触摸旋转中的 刀具和工件，防止夹伤 或割伤。
保持机床的清洁，防止灰尘、切屑等杂物进入机 床内部。

2024版数控车床ppt课件完整版

2024版数控车床ppt课件完整版
排除方法
根据故障诊断结果，采取相应的维修措施，如更 换损坏部件、调整参数等。
预防性保养措施建议
保持机床清洁
定期清理切屑、擦拭机床，避免 灰尘、油污等对机床造成损害。
定期检查
定期对机床各部位进行检查，及 时发现并处理潜在问题。
加强润滑
根据机床润滑要求，定期加注润 滑油或润滑脂，确保机床各部件 得到充分润滑。
数控车床网络化技术
介绍数控车床网络化技术的实现方式及在智 能制造中的应用前景。
数控车床自动化技术
分析数控车床自动化技术的现状与发展方向， 如自动上下料、自动换刀等。
数控车床绿色制造技术
探讨数控车床绿色制造技术的意义及实现途 径，如节能减排、环保型切削液等。
07 总结与展望
课程重点内容回顾
数控车床基本概念、分类及 应用领域
数控编程步骤
包括分析零件图样、确定加工工艺过程、 数学处理、编写零件加工程序、程序校 验与首件试切等。
常用编程指令介绍
准备功能指令
如G00（快速定位）、G01（直 线插补）、G02/G03（圆弧插补） 等，用于控制刀具的运动轨迹。
辅助功能指令
如M03（主轴正转）、M05（主 轴停止）、M08（冷却液开）等，
参数调整方法 根据加工过程监控结果，可以适时调整进给速度、主轴转 速等参数，以提高加工效率和保证加工质量。
异常处理措施 在加工过程中如遇到异常情况，如刀具磨损、工件变形等， 需要及时采取相应措施进行处理，避免影响加工质量和机 床安全。
加工后质量检测与评估
1 2 3
质量检测方法 加工完成后需要对工件进行质量检测，常用的检 测方法包括尺寸测量、表面粗糙度检测、形位公 差检测等。
复杂曲面零件加工编程

数控机床基础知识课件 (PPT 44页)

数控机床基础知识课件 (PPT 44页)

6 ．数控电火花成形机床
数控电火花成形机床——利用两个不同极性的电极 在绝缘液体中产生放电现象，去除材料进而完成加工。
7．数控线切割机床
数控线切割机床——工作原理同电火花成形机床， 其电极是电极丝，加工液一般采用去离子水。
§1－3 数控机床的加工特点
一、加工精度高 二、对加工对象的适应性强 三、自动化程度高 四、生产效率高 五、良好的经济效益 六、有利于现代化管理
在机床移动部件上直接安装直线位移检测装置，将测量的 实际位移值反馈到数控装置中，与输入的指令位移值进行比较， 用比较的差值对机床进行控制，直至差值消除为止，使移动部 件按照实际需要的位移量运动。
工作台
直线位移 检测装置
指令值＋比较 放大 器 电闭环控制数控机床
在伺服电动机的轴或数控机床的传动丝杠上装有角度检测 装置，通过检测丝杠的转角间接地检测移动部件的实际位移， 然后反馈到数控装置中去，与输入的指令位移值进行比较，用 比较的差值对机床进行控制。
1）工件旋转运动，则刀具离开工件的方向为X坐标的正方向。 2）刀具做旋转运动，分两种情况： Z坐标水平时，观察者 沿刀具主轴向工件看时，+X运动方向指向右方；Z坐标垂直时， 观察者面对刀具主轴向立柱看时，+X运动方向指向右方。
Y坐标——在确定X、Z坐标的正方向后，按照右手直角 坐标系来确定Y坐标的方向。
主要有： 数控车床 数控铣床 加工中心
2．按伺服系统的特点分类
（1）开环控制数控机床 控制系统不带反馈装置。数控装置发出的脉冲指令通过
步进驱动电路，使步进电动机转过相应的步距角，再经过传 动系统带动工作台或刀架移动。
工作台
进给脉冲步进电动机 步进 驱动线路 电动机
（2）闭环控制数控机床

第1章 数控机床概述.ppt

第1章 数控机床概述.ppt
图1-11 数控机床半闭环控制框图
1.3 数控机床的特点和分类
4. 按控制的坐标轴数分类
（1）两坐标数控机床。两坐标数控机床指可以同时控制两个坐 标轴联动而能加工曲线轮廓零件的机床。
（2）三坐标数控机床。三坐标数控机床指可以联动控制，坐标 轴为三轴的数控机床。
（3）两个半坐标数控机床。两个半坐标数控机床本身有3个坐 标轴，能作3个方向运动，但控制装置只能同时联动控制两个坐标轴， 第3个坐标轴仅能作等距的周期移动。
加工中心是一种带有自动换刀装置的数控机床。常见的有以加 工箱体类零件为主的镗铣类加工中心和几乎能够完成各种回转体类 零件所有工序加工的车削中心。
1.4 数控技术的应用与发展
一、现代制造技术的发展趋势
当前先进制造技术的发展大致有以下特点：
1．信息技术、制造技术与自动化技术紧密结合。
2．计算机辅助设计、辅助制造、辅助工程分析 (CAD/CAM/CAE)。
图1-7 数控机床的工作过程
1.2 数控机床的组成与工作原理
三、数控机床的适用范围
图1-8 数控机床的适用范围
1.2 数控机床的组成与工作原理
数控机床最适宜加工以下类型的零件： （1）生产批量小的零件(100件以下)。 （2）需要进行多次改型设计的零件。 （3）加工精度要求高、结构形状复杂的零件。 （4）需要精确复制和尺寸一致性要求高的零件。 （5）价值昂贵的零件。
1.3 数控机床的特点和分类
一、数控机床的特点
数控机床具有如下特点： （1）加工精度高，质量稳定。 （2）能完成普通机床难以加工或根本不能加工的复杂零件。 （3）生产率高。 （4）对产品改型设计的适应性强。 （5）有利于制造技术向综合自动化方向发展。 （6）监控功能强，具有故障诊断的能力。 （7）减轻工人劳动强度，改善劳动条件。

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第三节数控加工刀具和机床夹具
进给速度进给速度应根据零件的加工精度和表面粗糙度要求 以及刀具和工件材料来选择。
背吃刀量在机床、工件和刀具的刚度允许的情况下，背吃刀 量等于加工余量。这是提高生产率的一个有效措施。
确定对刀点与换刀点 对刀点就是刀具相对于工件运动的起点。在编程时不管实际
上是刀具相对工件移动，还是工件相对刀具移动，都是把工 件看做静止，而刀具在运动。对刀点可以设在被加下零件上 ，也可以设在与零件定位基准有固定尺寸联系的夹具上的某 一位置。选择对刀点时要考虑到找正容易，编程方便，对刀 误差小，加工时检查方便、可靠。具体选择原则如下:
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第三节数控加工刀具和机床夹具
标程序—加工程序); 按程序单制作控制介质(如穿孔纸带、磁带、磁盘等); 检验与修改加工程序; 首件试加工以进一步修改加工程序，并对现场问题进行处理; 编制数控加工工艺技术文件(如数控加工工序卡，程序说明卡，
走刀路线图等)。
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第一节数控加工工艺的基础知识
数控加工工艺的适应性
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第二节数控加工工艺分析
平板形零件的加工 该类零件可选择数控电火花线切割机床加工。 板材零件的加工 这类零件可根据零件形状考虑采用数控剪板机，数控板料折
弯机及数控冲压机加工。
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第三节数控加工刀具和机床夹具
数控加工刀具
切削用量的确定 数控切削用量主要包括背吃刀量、主轴转速及进给速度等。
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第四节数控加工工艺路线的确定和 工艺文件的编制
工序的划分 根据数控加工的特点，数控加工工序的划分一般可按下列方
法进行: 按所用刀具划分工序为了减少换刀次数、减少空程时间，可

第1章 数控机床概述(PPT)

第1章 数控机床概述(PPT)

数控机床 的组成
(shù kònɡ jī chuánɡ)
数控机床加工的根本工作原理
数控机床加工特点
数控机床的应用范围
第三页，共七十六页。
数控机床的工作 原理 (gōngzuò)
数控：数字控制〔Numerical Control—NC〕，在机床 领域指用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制 的一种自动化技术。它所控制的一般是位置、角度、速 度等机械量，但也有温度、流量、压力等物理量。
第八页，共七十六页。
数控机床 的组成 (shù kònɡ jī chuánɡ)
数控系统的工作过程 n 对输入的零件加工程序、控制参数、补偿
数据等进行识别和译码，并执行所需要的 逻辑运算，发出(fāchū)相应的指令脉冲，控 制机床的驱动装置，操作机床实现预期的 加工功能。
第九页，共七十六页。
数控机床 的组成 (shù kònɡ jī chuánɡ)
第1章 数控机床 概述 (shù kònɡ jī chuánɡ)
第一页，共七十六页。
数控机床 概述 (shù kònɡ jī chuánɡ)
数控机床的工作(gōngzuò)原理 数控机床分类 数控插补原理 数控机床开展概况
第二页，共七十六页。
1.1 数控机床 的工作原 (shù kònɡ jī chuánɡ) 理
数控机床：它是一种灵活、通用、能够适应产品频繁 (pínfá n)变化的柔性自动化机床。
第四页，共七十六页。
一、数控机床 的组成 (shù kònɡ jī chuánɡ)
数控机床主要由机床本体、数控系统、驱动(qū dònɡ)装置、辅 助装置等几个局部组成。
机床本体：是数控机床加工运动的机械局部，主要包括支承部 件〔床身、立柱〕等、主动部件〔主轴箱〕、进给运动部件 〔工作台滑板、刀架〕等。

第一章数控机床的产生和发展.pptx

第一章数控机床的产生和发展.pptx

程序载体
输入装置
CNC装置
伺服系统
机床本体
位置反馈信号 辅助动作信号
1、程序载体
程序—包括加工零件所需的全部信息和刀具相对工件 的位移信息。
载体—穿孔纸带、磁带、磁盘（软盘、硬盘、内存RAM） 2、输入装置
作用：将程序载体内有关加工的信息读入CNC装置 穿孔纸带—光电阅读机 磁带—录放机 磁盘—驱动器和驱动卡 MDI—手动输入
集成电路 特点：很高柔性
五、按加工方式分类
1、金属切削类数控机床
1）数控车床（NC Lathe）。 2）数控铣床（NC Milling Machine）。 3）加工中心（Machine Center）。 4）数控钻床（NC Drilling Machine）。 5）数控镗床（NC Boring Machine）。 6）数控齿轮加工机床（NC Gear Holling Machine）。 7）数控平面磨床（ NC Surface Grinding Machine）。
❖角位移检测元件：旋转变压器、脉冲编码器、圆光栅等
精度低于闭环系统
系统调试较容易，稳定性也较好
齿轮箱
工作台
指令脉冲
数控装置
位置比较 电路
速度控制 电路
测量装置
伺服 电动机
测速元件
检测元件
四、按所用数控装置类型分类
1、硬件式数控机床（NC机床） 组成：晶体管和集成电路 特点：通用性、灵活性差，制造周期长、成本高 2、软件式数控机床（CNC机床） 组成：采用小型或微型计算机，加上通用或专用大规模
3、CNC装置
作用：接收输入装置输入的加工信息，完成数值
计算、逻辑判断、输入输出控制等功能。 电动机
4、伺服系统 速度控制单元 测量反馈单元
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2020年11月11日9时59分
数控技术
4
输入设备 程序 输出设备
计算机 数控 制装置 （CNC）
可编程控 制器（PLC）
主轴控制单元
进给控制单元
主轴电机
机 床
进给电机 位置检测器
1．加工程序
图1-1 CNC组成框图与加工原理
数控机床工作时，不需要工人直接去操作机床，要对
数控机床进行控制，必须编制加工程序。零件加工程序中 ，包括机床上刀具和工件的相对运动轨迹、工艺参数（进 给量 主轴转速等）和辅助运动等。将零件加工程序用一定
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数控技术
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（二）数控（NC）与计算机数控（CNC）
数控装置是数控机床的控制核心，通常由一台通用或专用的微型计 算机构成。数控装置根据输入的指令，进行译码、处理、计算和控制， 实现其数控功能。
以前数控设备的数控功能是用专用计算机的硬件结构来实现，所以 称为硬件数控，简称NC。现在主要以计算机的系统控制程序来实现部分 或全部数控功能，所以称为软件数控或计算机数控，简称CNC。
部件加工出所需要的零件。因此，数控装置主要由输入、处理和输出三个基
本部分构成。而所有这些工作都由计算机的系统程序进行合理地组织，使整 个系统协调地进行工作。
（1）输入装置 将数控指令输入给数控装置，根据程序载体的不同，相应
有不同的输入装置。目前主要有键盘输入、磁盘输入、CAD/CAM系统直接 通信方式输入和连接上级计算机的DNC(直接数控)输入等。
1）纸带输入方式（早期数控机床）。 2）编辑状态(EDIT)下、 MDI手动数据输入方式：操作者可利用操作面 板上的键盘输入加工程序的指令，它适用于比较短的程序。
3）采用DNC直接数控输入方式。把零件程序保存在上级计算机中， CNC系统一边加工一边接收来自计算机的后续程序段。DNC方式多用于采用 CAD/CAM软件设计的复杂工件并直接生成零件程序的情况。
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数控技术
7Байду номын сангаас
4．伺服系统和测量反馈系统
伺服系统是数控机床的重要组成部分，用于实现数控机床的进给伺 服控制和主轴伺服控制。伺服系统的作用是把接受来自数控装置的指令 信息，经功率放大、整形处理后，转换成机床执行部件的直线位移或角 位移运动。伺服系统包括驱动装置和执行机构两大部分。 测量元件……
⒉采用数控技术的控制系统称为数控系统。这种控制系统，能自动
阅读输入载体上事先给定的数字值和指令，并将其译码、处理，从而自
动地控制机床移动和加工零件。装备了数控系统的受控设备称为数控设 备。受控设备包括机床行业的各种数控机床和其它行业的许多数控设备，
如数控火焰切割机、电火花加工机、数控冲剪机、数控测量机等。装备 了数控系统的机床叫数控机床。
的格式和代码，存储在一种程序载体上，如穿孔纸带、盒 式磁带、软磁盘等，通过数控机床的输入装置，将程序信 息输入到CNC单元。
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数控技术
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2．数控装置 数控装置是数控机床的核心。现代数控装置均采用CNC(Computer
Numerical Control)形式，这种CNC装置一般使用多个微处理器，以程序化的 软件形式实现数控功能，因此又称软件数控(Software NC)。CNC系统是一种 位置控制系统，它是根据输入数据插补出理想的运动轨迹，然后输出到执行
5.机床主机
6. 机床主机是数控机床的主体。它包括床身、底座、立柱、横梁、滑座、 工作台、主轴箱、进给机构、刀架及自动换刀装置等机械部件。
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数控技术
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1958,我国开始研制……863计划…… 应用：在各个领域得到广泛应用，在国民经济的发展发挥 乐巨大的作用。 国防军业： 汽车制造业：刚性生产线---〉柔性生产线
二、CNC系统的组成与加工原理
（一）CNC系统的组成及功用
数控机床在数控系统的控制下，自动地按给定的程序进行机械 零件的加工。数控系统是由用户程序、输入/输出设备、计算机数字 控制装置（CNC装置）、可编程控制器（PLC）、主轴驱动装置和进 给驱动装置等组成。如图1-1所示。
（3）输出装置 输出装置与伺服机构相联。输出装置根据控制器的命令
接受运算器的输出脉冲，并把它送到各坐标的伺服控制系统，经过功率 放大，驱动伺服系统，从而控制机床按规定要求运动。
3. 可编程控制器(PLC)
可编程控制器主要完成数控设备的各种执行机构的逻辑
顺序控制，即用PLC程序代替用继电器控制线路，实现数控 设备的辅助功能、主轴转速功能、刀具功能的译码和控制。 数控设备用PLC有内装型和独立型两种。
4）直接通讯输入。
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数控技术
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（2）信息处理 输入装置将加工信息传给CNC单元，编译成 计算机能识别的信息，由信息处理部分按照控制程序的规定， 逐步存储并进行处理后，通过输出单元发出位置和速度指令 给伺服系统和主运动控制部分。CNC系统的输入数据包括： 零件的轮廓信息(起点、终点、直线、圆弧等)、加工速度及 其他辅助加工信息(如换刀、变速、冷却液开关等) ，数据处 理的目的是完成插补运算前的准备工作。数据处理程序还包 括刀具半径补偿、速度计算及辅助功能的处理等。
由于计算机数控是数控系统的一种，再加上现在已经没有硬件数控， 所以我们现在管数控系统统称为CNC系统。
二、数控机床的产生与发展应用
大批大量生产方式（汽车、拖拉机、家电等零件）：刚性生产线。 机械产品中，单件小批产品占75-80%，其生产多采用通用机床，效率低。 产品的改型换代周期长。…1952,受美国空军委托，Parsons Co与麻省理 工学院（MIT):第一台3轴立式数控铣（用于直升机叶片轮廓检验样板曲 线）。55年进入实用阶段（美国飞机制造业中加工复杂曲面）。
数控机床概述
CNC概念、组成、特点、分类、发展
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数控技术
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第一节 数控机床的基本概念
一、数控设备和数控机床
(一)数控设备和数控机床的概念
⒈数控，即数字控制（Numerical Control，简称NC）是近代发展起 来的一种自动控制技术，在机床领域是指用数字化信号对机床运动及其 加工过程进行控制的一种方法。定义中的“机床”不仅指金属切削机床， 还包括其它各类机床，如线切割机床、三坐标测量机等。