《数控原理与系统》第1章绪论.ppt

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1、第1章绪论1.1基本概念1.2数控技术的产生和发展1.3数控系统的分类1.4数控系统相关知识1.5计算机数控(CNC)装置组成结构1.6常见数控系统产品介绍1.1基本概念1.1.1数控及数控系统数控是数字控制(NumericalControl—NC)的简称，是用数字化信息对某一对象的工作过程进行自动控制的一门技术。其控制对象可以是位移、角度、速度等机械量，也可以是温度、压力、流量、颜色等物理量。从这个意义上讲，数控是用坐标位移、进给速度等数字信息构成的零件加工程序对机床的工作过程实施控制的一门技术。数控系统是指采用数字控制技术，实现机床自动控制的一

2、整套设备和装置。数控技术实际上包括数控加工编程技术、数控机床的控制技术两个方面，本教材主要讨论数控机床的控制技术。数控系统数控系统可以应用于各种机床的控制，从而构成不同类型的数控机床，如数控车床、数控铣床、数控线切割机床、数控加工中心等。在为数众多的数控机床中，虽然被控对象各不相同，但是其控制过程基本是一样的，一般的数控加工控制过程如图所示。1.1.1数控及数控系统图1.1数控加工控制过程示意图1.1基本概念1.1.1数控及数控系统数控机床数控机床是用数字信息进行控制的机床。它用数字代码将刀具相对工件移动的轨迹、速度等信息记录在程序介质上，然后送入

3、数控系统经过译码和运算，控制机床刀具与工件的相对运动，加工出所需要的工件。在进行零件加工之前，首先要分析零件图纸，拟定零件加工工艺方案，明确加工工艺参数；然后按数控系统的编程规则编制数控加工程序，通过数控系统操作面板上的操作按键将数控加工程序输入到机床数控系统中；经检查无误后，即可起动机床，运行数控加工程序；此时，数控系统就会根据数控加工程序发出的各种控制指令，控制机床自动加工。如果不出现故障，直到加工程序运行结束，零件加工完毕为止，即可加工出符合零件图纸要求的零件。1.1.2数控系统的组成结构装备有数控系统的数控加工中心如图1.2所示。图1.2装

4、备有数控系统的加工中心1.1.2数控系统的组成结构数控系统的组成1.数控装置2.输入/输出装置3.伺服驱动装置4.机床电气控制逻辑5.位置检测装置1.1.2数控系统的组成结构各组成部分的功能数控装置其功能是从输入装置接收零件程序，并对其进行译码、插补等处理，最后输出进给信号和主轴启/停、刀具选择等辅助控制信号。输入/输出装置是操纵者和数控装置间的“人—机”接口，用来输入编辑零件程序、操作命令，输出显示机床工作状态、工作坐标等信息。常见的输入输出装置有：CRT显示/MDI键盘、纸带阅读机、上位计算机等。伺服驱动装置用来把数控装置输出的信号进行功率放大

5、，以驱动伺服电动机拖动机床运动。机床电气控制逻辑用来实现主轴起/停、换刀等辅助控制功能，并零件程序的执行与这些辅助动作同步。位置检测装置用来检测工作台的实际位置，输出位置反馈信息，实现闭环或半闭环位置控制，提高控制精度。1.2数控技术的产生和发展1.2.1数控技术的产生数控技术是20世纪40年代后期为适应复杂外形零件的加工而发展起来的一种自动化技术，其研究起源于飞机制造业。1949年美国帕森（Parsons）公司接受美国空军委托，研制一种计算控制装置，用来实现飞机、火箭等复杂零部件的自动化加工，于是Parsons公司提出了用数字信息来控制机床自动加

6、工外形复杂零件的设想，并与美国麻省理工学院(MIT)伺服机构研究所合作，于1952年研制成功了世界上第一台数控机床----三坐标立式数控铣床，可控制铣刀进行连续空间曲面的加工，由此拉开了数控技术研究的序幕。1.2数控技术的产生和发展①能实现复杂工件的加工采用数控技术能够控制机床实现多轴联动，从而可加工出普通控制方法无法完成的复杂型面加工。因此在飞机、汽车、造船、模具、动力设备和国防军工领域得到了广泛的应用。②加工精度高，产品一致性好数控机床是按照预定的零件程序自动进行加工的，排除了操作者的人为操作误差；特别是数控加工中心，具有多工序加工能力，工件一

7、次装夹后，可多道工序连续加工，从而消除了多次装夹引起的定位误差，产品一致性好。数控技术的特点1.2数控技术的产生和发展③生产效率高数控机床自动化程度高，能够自动调整主轴速度和进给速度，合理选用切削用量，缩短调整时间；无须划线工序，节省加工过程的中间检验时间；空行程时可快速移动，节省辅助时间。其生产效率可比普通机床高2～3倍，加工复杂零件时可提高十几倍甚至几十倍。④柔性好只需改变零件程序即可加工不同品种的零件，加工柔性好。⑤自动化程度高，劳动强度低数控机床能够在程序的控制下自动实现零件的加工，加工过程一般不需要人工干预，可大大降低工人劳动强度。数控技

8、术的特点1.2数控技术的产生和发展数控技术的产生改变了传统的机械加工工艺，给机械制造行业注入了新的生机和活力。数控技术不仅