第二章数控系统组成原理

《数控原理与数控系统》
2、输入/输出装置(Input/Output unit)
早期：纸带阅读机/纸带穿孔机 现代： ①直接由操作人员通过手动数据输入（MDI）键盘输入零件程序， 并且通过CRT给操作者提供信息； ②软驱、FLASH卡、USB接口 ③采用通信方式进行零件程序的输入/输出。
《数控原理与数控系统》
1.1
第一章 绪论 基本概念 1.1.1 1.1.2 数控机床的产生背景 数控系统的发展
1952年，美国帕森斯公司和麻省理工学院研制成功了世界上第一台 数控机床。半个世纪以来，数控技术得到了迅猛的发展，加工精度和生 产效率不断提高。数控机床的发展至今已经历了两个阶段和六代 。
数控（NC）阶段（1952——1970）
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方块图（Block diagram）
伺服驱动 装置
程序 载体 输入 装置 数控 装置 主轴驱动 装置 辅助控制 装置 机床（进给运动、 主运动、 辅助操作）
检测 装置
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工作过程图示（Illustration）
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工作过程描述(Description)
第一章 绪论
本章学习目标 • 通过本章学习，学生可建立数控的基本概念，了 解数控技术的发展过程及其发展趋势，掌握微机 数控系统的组成，具备识别数控机床和普通机床 的能力，了解数控系统与现代制造系统。通过本 章的学习，应掌握以下内容： • 机床数字控制的原理 • 数控系统的组成 • 理解不同控制方式的特点
1.1
基本概念 1.1.3 数控系统的组成
图1-1 数控系统组成框图
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基本概念 数控系统的分类

电机驱动单元接收到 一个脉冲相应旋转一个角度，称为步距角，通过机床传动部件， 使工作台相应产生一个位移量。
开环控制系统没有反馈装置，不能消除步进电机失步产生 的误差。因此开环控制系统一般用于运动速度较低和加工精度 不高的机床。
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2)闭环控制系统(Closed Loop Control System)
装置等。数控机床的刚度要求更高，传动装置间隙要小，
摩擦系数要小且要有恰当的阻尼。
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1.3 数字控制系统
1.3.1 数控系统的组成和分类 （1）数控系统：
是一种能控制机器运动的装置。加工程序输入系统 后能够自动解释指令，进行运算，并由系统的输出装置 向机床的执行机构发出指令，完成规定的运动或动作。
改革开放以来，通过技术引进、科学攻关和技术改造， 我国的数控技术有了较大的进步，逐步形成产业。 1980年北 京机床研究所引进日本FANUC5、7、3、6数控系统，上海 机床研究所引进美国GE公司的MTC－1数控系统，辽宁精密 仪器厂引进美国Bendix公司的Dynapth LTD10数控系统。
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第一章 绪论
数控技术是现代制造技术的基础，数控技术水平的高低、 数控设备的拥有量以及数控技术的普及程度，已经成为衡 量一个国家综合国力和工业现代化水平的重要标志。
数控技术经过几十年的发展（1952年第一台数控机床问世 ），已广泛应用于现代工业的各领域，成为制造业现代化 的基础。数控技术不仅应用于金属切削机床，还应用于其 他多种设备。如机器人、坐标测量机、数控雕刻机、数控 绘图机、电火花加工机床等。
闭环控制系统在机床运动方向上增加测量工作台实际 位移的传感器，将工作台实际位置的信息反馈给CNC 的比较器，如有误差，由CNC发指令，使工作台运动 直至误差消失。 采用闭环控制系统的机床的位置精度大大提高。

第3章计算机数控系统3．1 计算机数控（CNC）系统的基本概念计算机数控（computerized numerical contro，简称CNC）系统是用计算机控制加工功能，实现数值控制的系统。

CNC系统根据计算机存储器中存储的控制程序，执行部分或全部数值控制功能．由一台计算机完成以前机床数控装置所完成的硬件功能，对机床运动进行实时控制。

CNC系统由程序、输入装置、输出装置、CNC装置、PLC、主轴驱动装置和进给（伺眼）驱动装置组成。

由于使用了CNC装置，使系统具有软件功能，又用PLC取代了传统的机床电器逻辑控制装置，使系统更小巧，灵活性、通用性、可靠性更好，易于实现复杂的数控功能，使用、维修也方便，并且具有与上位机连接及进行远程通信的功能。

3．2 微处理器数控（MNC）系统的组成大多数CNC装置现在都采用微处理器构成的计算机装置，故也可称微处理器数控系统（MNC）。

MNC一般由中央处理单元（CPU）和总线、存储器（ROM，RAM）、输入/输出（I／O）接口电路及相应的外部设备、PLC、主轴控制单元、速度进给控制单元等组成。

图3 .2.1为MNC 的组成原理图。

3.2.1中央处理单元（CPU）和总线(BUS）CPU是微型计算机的核心，由运算器、控制器和内寄存器组组成。

它对系统内的部件及操作进行统一的控制，按程序中指令的要求进行各种运算，使系统成为一个有机整体。

总线（BUS）是信息和电能公共通路的总称，由物理导线构成。

CPU与存储器、I/O 接口及外设间通过总线联系。

总线按功能分为数据总线（DB）、地址总线（AB）和控制总线（CB）。

３．２．２存储器(memory)(１)概述存储器用于存储系统软件（管理软件和控制软件）和零件加工程序等，并将运算的中间结果和处理后的结果（数据）存储起来。

数控系统所用的存储器为半导体存储器。

（２）半导体存储器的分类①随机存取存储器（读写存储器）ＲＡＭ（random access memory）用来存储零件加工程序，或作为工作单元存放各种输出数据、输入数据、中间计算结果，与外存交换信息以及堆栈用等。

《数控加工工艺及编程》课程标准、授课计划+全套教案第一章：数控加工概述1.1 课程目标让学生了解数控加工的定义、特点和应用范围。

让学生掌握数控加工的基本原理和流程。

1.2 教学内容数控加工的定义和分类数控加工系统的组成和工作原理数控加工的特点和优势数控加工的应用领域1.3 教学方法讲授法：讲解数控加工的定义、特点和应用范围。

演示法：展示数控加工系统的组成和工作原理。

1.4 教学资源教材：《数控加工工艺及编程》课件：数控加工系统组成和工作原理的图片和动画1.5 教学评估课堂讨论：让学生分享对数控加工的认识和了解。

课后作业：要求学生总结数控加工的特点和优势。

第二章：数控加工工艺2.1 课程目标让学生了解数控加工工艺的定义和作用。

让学生掌握数控加工工艺的制定方法和步骤。

2.2 教学内容数控加工工艺的定义和作用数控加工工艺的制定方法和步骤数控加工工艺文件的编制和应用2.3 教学方法讲授法：讲解数控加工工艺的定义和作用。

实践法：引导学生参与数控加工工艺的制定和应用。

2.4 教学资源教材：《数控加工工艺及编程》课件：数控加工工艺制定方法和步骤的图片和动画实践项目：让学生参与实际数控加工工艺的制定和应用2.5 教学评估课堂讨论：让学生分享对数控加工工艺的理解和应用经验。

第三章：数控编程基础3.1 课程目标让学生了解数控编程的基本概念和规则。

让学生掌握数控编程的基本指令和语法。

3.2 教学内容数控编程的基本概念和规则数控编程的基本指令和语法数控编程的常用功能指令和编程技巧3.3 教学方法讲授法：讲解数控编程的基本概念和规则。

练习法：让学生进行数控编程的基本指令练习。

3.4 教学资源教材：《数控加工工艺及编程》课件：数控编程基本指令和语法的图片和动画编程练习题：提供给学生进行编程练习的题目3.5 教学评估课堂练习：要求学生完成数控编程的基本指令练习。

课后作业：要求学生编写简单的数控编程程序。

第四章：数控编程实例4.1 课程目标让学生了解数控编程实例的重要性和作用。