1、上午8时14分 1 数控技术基础与应用数控技术基础与应用 上午8时14分2 1、产生背景 从工业化***以来人们实现机械加工自动化的手段有： v自动机*** v组合机*** v专用自动生产线 它们存在固有的缺点： v初始投资大 v准备周期长 v柔性差 主 轴 承 盖 加 工 数 控 组 合 机 *** 轴承盖加工自动线 1/1 数控机***的产生于发展 上午8时14分3 上述方法仅适用批量较大的零件生产。然而，随着市场竞争的日趋激烈产品更新 换代周期缩短，批量大的产品越来越少，而小批量产品的生产所占的比重越来越 大，约占总加工量的80以上。在航空、航天、重型机***以及国防部门尤其如此。 因此，迫切需要一种精度高、
2、柔性好的加工设备来满足上述需求，这是机***数控 技术产生和发展的内在动力。另一方面，电子技术和计算机技术的飞速发展则为 NC机***的进步提供了坚实的技术基础，这是机***NC技术产生和发展的可能性。NC 技术正是在这种背景下诞生和发展起来的。它极其有效地满足了上述要求，为小 批量、精密复杂的零件生产提供了自动化加工手段。它的产生给自动化技术带来 了新的概念，推动了加工自动化技术的发展。 1/2 数控加工的基本知识 上午8时14分4 工艺分析 数控加 工程序 工序卡 B A C K S P A C E C T R L I N S C R T A B A L T0S H I F T Z E N D WH
3、O ME T P g D n OP g U p J R S T E 65“4 32？1 98/7 YX VU SRPQ NMKL IHFG DCABE S C 1 4 彩 色 显 示 器 空 运 行Z 轴 锁 定M S T 锁 定 任 选 程 序 段 机 *** 锁 定 快 进+ J O G-J O G主 轴 正 转主 轴 停主 轴 反 转 急 停 超 程 解 除 循 环 驱 动进 给 保 持冷 却 液 开 关刀 松 /刀 紧 主 轴 修 调 1 6 01 0 进 给 修 调 1 6 0 5 04 03 0 2 0 1 0 0 电 源 关开 1 自 动 方 式 选 择 回 零 手 摇 点 动步 进
4、 单 段 驱 动 器 N C 机 *** 电 源 XYZA 主 轴超 程 报 警 手 摇 脉 冲 发 生 器 2 0 1 0 09 0 增 量 倍 率 1 0 0 0 1 01 0 0 1 坐 标 轴 选 择 Z Y X 传统加工 数控加工 图2 传统加工与数控加工的比较图 第一章 数控技术概述 上午8时14分5 1-1 数控技术的基本概念与特点 上午8时14分6 1/2 数控加工的基本知识 数字控制：Numerical Control NC 数控技术：用数字信号控制机***的技术。 数控机***：装备了数控系统的机***。 上午8时14分7 1、数字控制（Numerical Control NC）是一种借助
5、数字、字 符或其它符号对某一工作过程（如加工、测量、装配等） 进行可编程控制的自动化方法。 2、数控技术（Numerical Control Technology）采用数字控 制的方法对某一工作过程实现自动控制的技术。 上午8时14分8 3、数控机***（Numerical Control Machine Tools） 是采用数 字控制技术对机***的加工过程进行自动控制的一类机***。 它数控技术典型应用的例子。 4、数控系统（Numerical Control System）实现数字控制的 装置。 5、计算机数控系统（Computer Numerical Control CNC ） 以计算机为核心的数
6、控系统。 上午8时14分9 2、发展沿革 1/2 数控加工的基本知识 2021年5月2日10 1-2 数控技术的产生与发展 上午8时14分11 *1952年，第一台数控机***在MIT问世，成为世界机械 工业史上一件划时代的事件，推动了自动化的发展。 当时控制程序是记录在纸带上的字符和数字，故称数 字控制机***。 *1955年，第一台商业数控机***在美国全国机***展览 会上展出。 图 第一台数控机*** 上午8时14分12 1/4/1 1/4/1 数控技术的产生与发展数控技术的产生与发展 计算机技术的每一点进步都在推动数控技术向前发展。 “六代” 1 电子管，1952，Parsons Corp//MIT/美
7、空军后勤司令部合作，第一台立式铣； 2 晶体管、印刷电路，1959，晶体管元件的出现使电子设备的体积大大减小，数控系统中广泛采用 晶体管和印刷电路板，K&T开发第一台加工中心 MILWAUKEE-MATIC。 3 小规模集成电路/1965/由于它体积小、功耗低，使数控系统的可靠性得以进一步提高。1967英 国最初的FMS/ 4 通用小型计算机/1970，在美国芝加哥国际机***展览会上，首次展出了一台以通用小型计算机作 为数控装置的数控系统，特征为许多数控功能由软件完成。 5 微处理器，1974，开始出现的以微处理器为核心的数控系统被人们誉为第五代数控系统，近30年 来，装备微处理机数控系统的数控
8、机***得到飞速发展和广泛应用。 6 基于PC（PC-BASED）的数控/20世纪80年代，基于PC开发式数控系统。 1/4 1/4 数控技术的发展数控技术的发展 上午8时14分13 1-2 数控技术的产生与发展 上午8时14分14 1-2 数控技术的产生与发展 上午8时14分15 1-2 数控技术的产生与发展 上午8时14分16 1/4/2 1/4/2 数控技术发展趋势数控技术发展趋势 1 高速高精度 机***向高速化方向发展，可 充分发挥现代***材料的性能， 可大幅度提高加工效率、降低加 工成本，提高零件的表面加工质 量和精度。 上世纪90年代以来，高速主 轴单元（电主轴，转速15000 1000
9、00r/min）、高速且高加/减 速度的进给运动部件（快移速度 60120m/min，切削进给速度高 达60m/min）、高性能伺服系统 以及工具系统都出现了新的突破。 图 切削速度的发展 上午8时14分17 现代科学技术的发展，对机械加工高精度的提出了新的要求： 普通的加工精度提高了一倍，达到5微米；精密加工精度提高了两个数量级，超精密加工精度进入纳米级（0/001微 米），主轴回转精度要求达到0/010/05微米，加工圆度为0/1微米，加工表面粗糙度Ra=0/003微米等。近10多年来， 普通级数控机***的加工精度已由10m提高到5m，精密级加工中心的加工精度则从35m，提高到 11/5m
10、Ra VF VC 25 0/10 10000 2500 20 0/08 8000 2000 15 0/06 6000 1500 10 0/04 4000 1000 5 0/02 2000 5000 Ra Vf VC 1993 1994 1995 1996 1997 年度 Ra表面粗糙度（um），加工误差（um）， Vf进给速度（mm/min），Vc切削速度（m/min） 图1-8 数控机***的高速化对加工质量的影响 1/2 数控技术发展趋势 上午8时14分18 工艺分 析 数控加 工程序 工序 卡 B A C K S P A C E C T R L I N S C R T A B A L T0S
11、 H I F T Z E N D WH O ME T P g D n OP g U p J R S T E 65“4 32？1 98/7 YX VU SRPQ NMKL IHFG DCABE S C 1 4 彩 色 显 示 器 空 运 行Z 轴 锁 定M S T 锁 定 任 选 程 序 段 机 *** 锁 定 快 进+ J O G-J O G主 轴 正 转主 轴 停主 轴 反 转 急 停 超 程 解 除 循 环 驱 动进 给 保 持冷 却 液 开 关刀 松 /刀 紧 主 轴 修 调 1 6 01 0 进 给 修 调 1 6 0 5 04 03 0 2 0 1 0 0 电 源 关开 1 自 动 方
12、式 选 择 回 零 手 摇 点 动步 进 单 段 驱 动 器 N C 机 *** 电 源 XYZA 主 轴超 程 报 警 手 摇 脉 冲 发 生 器 2 0 1 0 09 0 增 量 倍 率 1 0 0 0 1 01 0 0 1 坐 标 轴 选 择 Z Y X 传统加工 数控加工 传统加工与数控加工的比较图 1/4 数控机***的工作原理及组成 上午8时14分19 微 型 计 算 机 机 *** 本 体 数 控 系 统 工 艺 处 理 编 制 工 件 加 工 程 序 加 工 好 的 零 件 零 件 图 0112 数控加工过程示意图 上午8时14分20 数控机***加工零件的工作过程分以下几个步骤： v根据被加
13、工零件的图样与工艺方案，用规定的代码和程序格式编写 加工程序 v所编写程序指令输入数控装置 v数控装置将程序(代码)进行译码、运算之后，向机***各个坐标的伺 服机构和辅助控制装置发出信号，以驱动机***的各运动部件，并控 制所需要的辅助动作，最后加工出合格的零件 上午8时14分 21 机*** I/O 电路和装置 测量装置 主轴驱动装置 进给驱动装置 主轴伺服单元 进给伺服单元 计算机 数 控 装 置 操作面板 PLC 计算机数控系统计算机数控系统 机机 ****** 辅助控制机构 进给传动机构 主运动机构 键盘 输入输出 设备 1-3 数控机***的工作原理与数控系统的分类 上午8时14分22 B A C K S
14、 P A C E C T R L I N S C R T A B A L T0S H I F T Z E N D WH O M E T P g D n OP g U p J R S T E 65“4 32？1 98/7 YX VU SRPQ NMKL IHFG DCABE S C 1 4 彩 色 显 示 器 空 运 行Z 轴 锁 定M S T 锁 定 任 选 程 序 段 机 *** 锁 定 快 进+ JO G-JO G主 轴 正 转主 轴 停主 轴 反 转 急 停 超 程 解 除 循 环 驱 动进 给 保 持冷 却 液 开 关刀 松 /刀 紧 主 轴 修 调 1 6 01 0 进 给 修 调 1
15、6 0 5 0 4 0 3 0 2 0 1 0 0 电 源 关开 1 自 动 方 式 选 择 回 零 手 摇 点 动步 进 单 段 驱 动 器 N C 机 *** 电 源 X YZA 主 轴超 程 报 警 手 摇 脉 冲 发 生 器 2 0 1 0 0 9 0 增 量 倍 率 1 0 0 0 1 01 0 0 1 坐 标 轴 选 择 Z Y X 1-3 数控机***的工作原理与数控系统的分类 上午8时14分23 1-3 数控机***的工作原理与数控系统的分类 上午8时14分 24 表1 1 控制介质和输入输出设备表 控控 制制 介介 质质 输输 入入 设设 备备 输输 入入 设设 备备 穿 孔 纸 带 纸
16、 带 阅 读 机 纸 带 穿 孔 机 磁 盘 磁 盘 驱 动 器 光 盘 光 盘 驱 动 器 上午8时14分25 1-3 数控机***的工作原理与数控系统的分类 上午8时14分26 1-3 数控机***的工作原理与数控系统的分类 上午8时14分27 1-3 数控机***的工作原理与数控系统的分类 上午8时14分28 1-3 数控机***的工作原理与数控系统的分类 上午8时14分29 1-3 数控机***的工作原理与数控系统的分类 上午8时14分30 1-3 数控机***的工作原理与数控系统的分类 上午8时14分31 一、按加工工艺方法分类 1、一般数控机*** 切削加工类： 捷克 托斯 数控 镗*** CKA6150数控车***
17、 哈挺数控磨*** 上午8时14分32 q成型加工类： 数控折弯机 数控弯管机 数控型材弯弧机 上午8时14分33 火花成型 线切割机 火花小孔 激光 加工 上午8时14分34 三坐 标测 量机 CNC影像仪 上午8时14分35 德马吉立式加工中心 2、带自动换刀装置的数控机***（加工中心） 卧式加工中心 德马 吉万 能车 削中 心 上午8时14分36 点位控制数控系统 仅能实现***相对于工件从一点到另一点的精确定位 运动； 对轨迹不作控制要求； 运动过程中不进行任何加工。 适用范围：数控钻***、数控镗***、数控冲***和数控测 量机。 二、按控制系统功能特点分类 刀 具 B A 工 件 1 2 3 上午8
18、时14分37 上午8时14分38 点位直线控制数控系统 点位直线控制数控机***的特点是机***移动部 件不仅要实现由一个位置到另一个位置的精 确移动定位，而且能够实现平行坐标轴方向 的直线切削加工运动。 点位直线数控机***虽然扩大了点位控制数控 机***的工艺范围，但它的应用仍然受到了很 大的*** 运动过程中不进行任何加工。 适用范围：简易数控车***、数控铣镗*** 。 *** 工件 上午8时14分39 轮廓控制数控系统 轮廓控制(连续控制)系统：具有控制几个 进给轴同时谐调运动(坐标联动)，使工件 相对于***按程序规定的轨迹和速度运动， 在运动过程中进行连续切削加工的数控系 统。 适用范围：数控车***、数控铣***、
19、加工中 心等用于加工曲线和曲面的机***。现代的 数控机***基本上都是装备的这种数控系统。 *** 工件 上午8时14分40 上午8时14分41 三、按伺服系统的特点分类 按数控系统的进给伺服子系统有无位置测量装置可分为开环数控系统和闭环数控系统，在闭环数 控系统中根据位置测量装置安装的位置又可分为全闭环和半闭环两种。 上午8时14分 42 开环数控系统 没有位置测量装置，信号流是单向的（数控装置进给系统），故系统稳定 性好。 电机 机械执行部件 A相、B相 C相、 f、n CNC 插补指令 脉冲频率f 脉冲个数n 换算 脉冲环形 分配变换 功率 放大 CNC 数 控 系 统 步 进 电 动 机 工作
20、台 上午8时14分43 无位置反馈，精度相对闭环系统来讲不高，其精度主要取决 于伺服驱动系统和机械传动机构的性能和精度。 一般以功率步进电机作为伺服驱动元件。 这类系统具有结构简单、工作稳定、调试方便、维修简单、 价格低廉等优点，在精度和速度要求不高、驱动力矩不大的 场合得到广泛应用。一般用于经济型数控机***。 上午8时14分44 半闭环数控系统 半闭环数控系统的位置采样点如图所示，是从驱动装置(常用伺服电机)或丝杠引出，采样旋转 角度进行检测，不是直接检测运动部件的实际位置。 位置控制调节器 速度控制 调节与驱动 检测与反馈单元 位置控制单元速度控制单元 + + - 电机 机械执行部件 CNC
21、插 补 指令 实际位置 反馈 实际速度 反馈 上午8时14分45 伺服 电动机 G 编码器 CNC 数控系统 伺服 驱动 系统 工作台 位置测量反馈信号 上午8时14分46 半闭环环路内不包括或只包括少量机械传动环节，因此可获得稳定的控制性能，其系统的稳 定性虽不如开环系统，但比闭环要好。 由于丝杠的螺距误差和齿轮间隙引起的运动误差难以消除。因此，其精度较闭环差，较开环 好。但可对这类误差进行补偿，因而仍可获得满意的精度。 半闭环数控系统结构简单、调试方便、精度也较高，因而在现代CNC机***中得到了广泛应 用。 上午8时14分47 全闭环数控系统 全闭环数控系统的位置采样点如图的虚线所示，直接对
22、运动部件的实际位置进行检测。 位置控制调节器 速度控制 调节与驱动 检测与反馈单元 位置控制单元速度控制单元 + + - 电机 机械执行部件 CNC插 补 指令 实际位置 反馈 实际速度 反馈 上午8时14分48 工作台 伺服 电动机 位置测量反馈信号 伺服 驱动 系统CNC 数控系统 上午8时14分49 从理论上讲，可以消除整个驱动和传动环节的误差、间隙和失动量。具有很高的位置控制精 度。 由于位置环内的许多机械传动环节的摩擦特性、刚性和间隙都是非线性的，故很容易造成系 统的不稳定，使闭环系统的设计、安装和调试都相当困难。 该系统主要用于精度要求很高的镗铣***、超精车***、超精磨***以及较大型的数
23、控机***等。 上午8时14分50 按联动轴数分 2轴联动（平面曲线） 3轴联动（空间曲面，球头刀） 4轴联动（空间曲面） 5轴联动及6轴联动（空间曲面） 。 联动轴数越多数控系统的控制算法就越复杂。 四、按控制系统的功能水平分类 上午8时14分51 图 不同联动轴数所能加工的型面 (a) 二轴联动； (b) 二轴半联动； (c) 三轴联动 Z XY Y O (a)(b)(c) 上午8时14分52 图 五轴联动铣削曲面零件 Z n P(X/ Y/ Z) O刀位点 Z B Y C X 上午8时14分53 图 六轴加工中心坐标示意图 上午8时14分54 按数控系统类型分类 经济型数控系统（又称简易数控
24、系统） 这一档 次的数控机***仅能满足一般精度要求的加工，能加工形状较简单的 直线、斜线、圆弧及带螺纹的零件，采用的微机系统为单板机或单 片机系统，具有数码显示，CRT字符显示功能，机***进给由步进电 动机实现开环驱动，控制的轴数和联动轴数在3轴或3轴以下。 上午8时14分55 普及型数控系统（通常称之为全功能数控系统）这类数控系统 功能较多，除了具有一般数控系统的功能以外，还具有一定的图形 显示功能及面向用户的宏程序功能等，采用的微机系统为16位或 32位微处理机，具有RS-232C通信接口，机***的进给多用交流或 直流伺服驱动，一般系统能实现4轴或4轴以下联动控制。 上午8时14分56 高档数控
25、系统 采用的微机 系统为32位以上微处理机系统，机***的进给大多采用交流伺服驱动，除了 具有一般数控系统的功能以外，应该至少能实现5轴或5轴以上的联动控制。 具有三维动画图形功能和宜人的图形用户界面，同时还具有丰富的***管 理功能、宽调速主轴系统、多功能智能化监控系统和面向用户的宏程序功 能，还有很强的智能诊断和智能工艺数据库，能实现加工条件的自动设定， 且能实现与计算机的联网和通信。 上午8时14分57 基于PC的开放式数控系统 用通用微机 技术开发数控系统可以得到强有力的硬件与 软件支持，这些软件和硬件的技术是开放式 的，此时的通用微机除了具备本身的功能外， 还具备了全功能数控系统的所有功能
26、。 上午8时14分58 工艺分 析 数控加 工程序 工序 卡 B A C K S P A C E C T R L I N S C R T A B A L T0S H I F T Z E N D WH O ME T P g D n OP g U p J R S T E 65“4 32？1 98/7 YX VU SRPQ NMKL IHFG DCABE S C 1 4 彩 色 显 示 器 空 运 行Z 轴 锁 定M S T 锁 定 任 选 程 序 段 机 *** 锁 定 快 进+ J O G-J O G主 轴 正 转主 轴 停主 轴 反 转 急 停 超 程 解 除 循 环 驱 动进 给 保 持冷 却
27、液 开 关刀 松 /刀 紧 主 轴 修 调 1 6 01 0 进 给 修 调 1 6 0 5 04 03 0 2 0 1 0 0 电 源 关开 1 自 动 方 式 选 择 回 零 手 摇 点 动步 进 单 段 驱 动 器 N C 机 *** 电 源 XYZA 主 轴超 程 报 警 手 摇 脉 冲 发 生 器 2 0 1 0 09 0 增 量 倍 率 1 0 0 0 1 01 0 0 1 坐 标 轴 选 择 Z Y X 传统加工 数控加工 传统加工与数控加工的比较图 1/4 数控机***的工作原理及组成 上午8时14分59 微 型 计 算 机 机 *** 本 体 数 控 系 统 工 艺 处 理 编 制 工
28、件 加 工 程 序 加 工 好 的 零 件 零 件 图 0112 数控加工过程示意图 上午8时14分60 数控机***加工零件的工作过程分以下几个步骤： v根据被加工零件的图样与工艺方案，用规定的代码和程序格式编写 加工程序 v所编写程序指令输入数控装置 v数控装置将程序(代码)进行译码、运算之后，向机***各个坐标的伺 服机构和辅助控制装置发出信号，以驱动机***的各运动部件，并控 制所需要的辅助动作，最后加工出合格的零件 上午8时14分61 机*** I/O 电路和装置 测量装置 主轴驱动装置 进给驱动装置 主轴伺服单元 进给伺服单元 计算机 数 控 装 置 操作面板 PLC 计算机数控系统计算机数控系统
29、 机机 ****** 辅助控制机构 进给传动机构 主运动机构 键盘 输入输出 设备 1/4 数控机***的工作原理及组成 上午8时14分62 B A C K S P A C E C T R L I N S C R T A B A L T0S H I F T Z E N D WH O M E T P g D n OP g U p J R S T E 65“4 32？1 98/7 YX VU SRPQ NMKL IHFG DCABE S C 1 4 彩 色 显 示 器 空 运 行Z 轴 锁 定M S T 锁 定 任 选 程 序 段 机 *** 锁 定 快 进+ JO G-JO G主 轴 正 转主 轴 停主 轴 反
30、 转 急 停 超 程 解 除 循 环 驱 动进 给 保 持冷 却 液 开 关刀 松 /刀 紧 主 轴 修 调 1 6 01 0 进 给 修 调 1 6 0 5 0 4 0 3 0 2 0 1 0 0 电 源 关开 1 自 动 方 式 选 择 回 零 手 摇 点 动步 进 单 段 驱 动 器 N C 机 *** 电 源 X YZA 主 轴超 程 报 警 手 摇 脉 冲 发 生 器 2 0 1 0 0 9 0 增 量 倍 率 1 0 0 0 1 01 0 0 1 坐 标 轴 选 择 Z Y X 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：按钮站、状态灯、按键阵列（功能与计算 机键盘一样
31、）和显示器；。 它是数控机***特有部件。 机*** I/O 电路和装置 测量装置 主轴驱动装置 进给驱动装置 主轴伺服单元 进给伺服单元 计算机 数 控 装 置 操作面板 PLC 计算机数控系统计算机数控系统 机机 ****** 辅助控制机构 进给传动机构 主运动机构 键盘 输入输出 设备 1/4 数控机***的工作原理及组成 上午8时14分63 控制介质与输入输出设备 控制介质是记录零件加工程序的媒介 输入输出设备是CNC系统与外部设备进行交互装置。交互的信息通常是零件加工程序。即将编 制好的记录在控制介质上的零件加工程序输入CNC系统或将调试好了的零件加工程序通过输出 设备存放或记录在相应的控制介质上。 数
32、控机***常用的控制介质和输入输出设备见表1： 机*** I/O 电路和装置 测量装置 主轴驱动装置 进给驱动装置 主轴伺服单元 进给伺服单元 计算机 数 控 装 置 操作面板 PLC 计算机数控系统计算机数控系统 机机 ****** 辅助控制机构 进给传动机构 主运动机构 键盘 输入输出 设备 1/4 数控机***的工作原理及组成 上午8时14分 64 表1 1 控制介质和输入输出设备表 控控 制制 介介 质质输输 入入 设设 备备输输 入入 设设 备备 穿 孔 纸 带纸 带 阅 读 机纸 带 穿 孔 机 磁 带磁 带 机 或 录 音 机 磁 盘磁 盘 驱 动 器 上午8时14分65 通讯 现代的数控系统除采用
33、输入输出设备进行信息交换外，一般 都具有用通讯方式进行信息交换的能力。它们是实现CAD/CAM 的集成、FMS和CIMS的基本技术。采用的方式有： 串行通讯（RS-232等串口）、 自动控制专用接口和规范（DNC方式，MAP协议等） 网络技术（internet，LAN等）。 1/4 数控机***的工作原理及组成 上午8时14分66 CNC装置(CNC单元) 组成：计算机系统、位置控制板、PLC接口板，通讯接口板、特殊功能模块 以及相应的控制软件。 作用：根据输入的零件加工程序进行相应的处理（如运动轨迹处理、机***输 入输出处理等），然后输出控制命令到相应的执行部件(伺服单元、驱动装置 和PLC等)，
34、所有这些工作是由CNC装置内硬件和软件协调配合，合理***， 使整个系统有条不紊地进行工作的。CNC装置是CNC系统的核心 机*** I/O 电路和装置 测量装置 主轴驱动装置 进给驱动装置 主轴伺服单元 进给伺服单元 计算机 数 控 装 置 操作面板 PLC 计算机数控系统计算机数控系统 机机 ****** 辅助控制机构 进给传动机构 主运动机构 键盘 输入输出 设备 1/4 数控机***的工作原理及组成 上午8时14分67 伺服单元、驱动装置和测量装置 伺服单元和驱动装置 主轴伺服驱动装置和主轴电机 进给伺服驱动装置和进给电机 测量装置 位置和速度测量装置。以实现进给伺服系统的闭环控制。 作用 保证灵敏、准
35、确地***CNC装置指令： 进给运动指令：实现零件加工的成形运动（速度和位置控制）。 主轴运动指令，实现零件加工的切削运动（速度控制） 机*** I/O 电路和装置 测量装置 主轴驱动装置 进给驱动装置 主轴伺服单元 进给伺服单元 计算机 数 控 装 置 操作面板 PLC 计算机数控系统计算机数控系统 机机 ****** 辅助控制机构 进给传动机构 主运动机构 键盘 输入输出 设备 1/4 数控机***的工作原理及组成 上午8时14分68 PLC、机***I/O电路和装置 PLC (Programmable Logic Controller)：用于完成与逻辑运算有关顺序动作 的I/O控制，它由硬件和软件组成； 机***
36、I/O电路和装置：实现I/O控制的执行部件(由继电器、电磁阀、行程开关、接 触器等组成的逻辑电路； 功能： 接受CNC的M、S、T指令，对其进行译码并转换成对应的控制信号，控制辅助装置完 成机***相应的开关动作 接受操作面板和机***侧的I/O信号，送给CNC装置，经其处理后，输出指令控制CNC系 统的工作状态和机***的动作。 机*** I/O 电路和装置 测量装置 主轴驱动装置 进给驱动装置 主轴伺服单元 进给伺服单元 计算机 数 控 装 置 操作面板 PLC 计算机数控系统计算机数控系统 机机 ****** 辅助控制机构 进给传动机构 主运动机构 键盘 输入输出 设备 1/4 数控机***的工作原理及组成 上午8
37、时14分69 机*** 机***：数控机***的主体，是实现制造加工的执行部件。 组成：由主运动部件、进给运动部件（工作台、拖板以及相应的传动机构）、支承件（立柱、***身 等）以及特殊装置（***自动交换系统 工件自动交换系统）和辅助装置（如排屑装置等）。 机*** I/O 电路和装置 测量装置 主轴驱动装置 进给驱动装置 主轴伺服单元 进给伺服单元 计算机 数 控 装 置 操作面板 PLC 计算机数控系统计算机数控系统 机机 ****** 辅助控制机构 进给传动机构 主运动机构 键盘 输入输出 设备 1/4 数控机***的工作原理及组成 上午8时14分70 1、数字控制（Numerical Control NC）是一种借助
38、数字、字 符或其它符号对某一工作过程（如加工、测量、装配等） 进行可编程控制的自动化方法。 2、数控技术（Numerical Control Technology）采用数字控 制的方法对某一工作过程实现自动控制的技术。 上午8时14分71 3、数控机***（Numerical Control Machine Tools） 是采用数 字控制技术对机***的加工过程进行自动控制的一类机***。 它数控技术典型应用的例子。 4、数控系统（Numerical Control System）实现数字控制的 装置。 5、计算机数控系统（Computer Numerical Control CNC ） 以计算机为核心的
39、数控系统。 上午8时14分72 6、坐标联动：坐标轴的非***运动。即：一个轴的运动要受到其它 轴运动的制约。 7、坐标联动加工：数控机***加工时的横向、纵向等进给量都是以轴 坐标数据控制的。如：两坐标车***、三坐标铣***、五轴加工中心等。 8、脉冲当量：相对于数控系统发出的每个进给脉冲信号，机***移动 部件的位移量。也称为最小设定（移动）单位，数控机***根据其精 度的不同，常用的脉冲当量为0/0lmm，0/005mm，及0/001mm。 上午8时14分73 9、进给速度：单位时间内坐标轴移动的距离。（加工时***相对于 工件的移动速度） 单位：mm/min 或 mm/r。 10、速度修调：通过修调倍率对速
40、度进行适量修调。数控机***在加工 过程中能通过速度修调实时调整进给速度和主轴转速，便于加工。 11、插补：在组成轨迹的直线段或曲线段的起点和终点之间，按一定 的算法进行数据点的密化工作，以确定一些中间点的方法就称之为 “插补”。计算插补点的运算称为插补运算/ 上午8时14分74 12、刀补运算：零件的加工程序一般是按零件轮廓和工艺要求的进给路线编制的， 而数控机***在加工过程中所控制的是***中心的运动轨迹。不同的***，其几 何参数也不相同，加工前必须将编程轨迹变换成***中心的轨迹，这样才能加 工出符合要求的零件。刀补运算就是完成这种转换的程序。 13、机***坐标系：是数控机***安装调试时便设定好的一固
41、定的坐标系统。 14、编程坐标系：是在对图纸上零件编程时就建立的，程序数据便是基于该坐标 系的坐标值。 15、工件坐标系：编程坐标系在机***上的具体体现，由相应的编程指令建立。 上午8时14分75 项目1：数控车***的认识实训 1技能要求： 了解数控车***的机械结构的特点和坐标系统，理解并掌握数控车***的工作原理及组成，对数控车 ***操作加工步骤有基本认识。 2训练内容： （1）数控车***的工作原理 （2）数控车***的组成及作用 （3）数控车***的坐标系统 （4）数控车***操作开机关机 （5）手动操作数控车***的方法 3训练步骤： （1）数控车***开机 （2）讲解数控车***的组成、作用和坐标系统 （3）讲解数控车***的
42、操作方法 （4）以简单轴类工件为例，通过示范“工艺分析编制程序程序输入和调试装夹工件对 刀启动程序试加工工件检验”，进一步讲解数控车***工作原理和加工步骤全过程。 上午8时14分76 项目2：数控加工中心认识实训 1技能要求： 了解加工中心的机械结构的特点和坐标系统，理解并掌握加工中心的工作原理及组成，对加工中 心操作加工步骤有基本认识。 2训练内容： （1）加工中心的工作原理 （2）加工中心的组成及作用 （3）加工中心的坐标系统 （4）加工中心操作开机关机 （5）加工中心手动操作的方法 3训练步骤： （1）数控车***开机 （2）讲解数控车***的组成、作用和坐标系统 （3）讲解数控车***的操作方法 （4）以简单轴类工件为例，通过示范“工艺分析编制
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