数控技术 全套课件.pptx

出版社周德俭 主编 目 录 1 概 论1.1 数控技术与数控机床的基本概念1.2 机床控制技术的产生和发展1.3 机床数控系统的组成与分类1.4 数控机床的自由度和数控标准习题一2 数控机床的程序编制2.1 概述2.2 数控编程的标准2.3 手工编程2.4 数控编程的数学处理2.5 自动编程简介2.6 CAD/CAM软件及数控加工程序的自动生成习题二3 数控插补原理3.1 概述3.2 逐点比较法3.3 数字积分法3.4 数据采样插补3.5 其他插补方法简介习题三4 计算机数字控制系统4.1 概述4.2 CNC装置的基本信息4.3 CNC装置的硬件结构4.4 CNC装置的软件结构4.5 数控系统常用接口4.6 可编程控制器在数控机床中的应用习题四5 位置检测装置5.1 概述5.2 旋转变压器5.3 感应同步器5.4 光栅5.5 磁栅5.6 编码器习题五6 数控机床伺服系统6.1 概述6.2 开环控制系统与步进电机驱动电路6.3 闭环伺服系统与反馈比较形式6.4 直流伺服电机与调速系统6.5 交流伺服电机与主轴驱动系统习题六7 典型数控机床与机床的数控化改造7.1 概述7.2 典型数控机床简介7.3 数控机床的典型结构7.4 机床的数控改造习题七参考文献1 概 论 1.1 数控技术与数控机床的基本概念1.1.1 数控技术和机床数控技术数控技术在机床控制中的广泛应用，形成了数控技术发展主流——机床数控技术和机床数控系统。机床数控系统能够逻辑地处理使用号码，或者其他符号编码指令规定的程序，能够自动完成机床加工信息的 输入、译码、运算，从而控制机床的运动和加工过程。应用数控技术或装有数控系统的机床简称为数控机床。1.1.2 机床数控基本原理图1.1 用单位运动合成直线和圆弧图1.2 直线逼近曲线加工1.2 机床控制技术的产生和发展1.2.1 机床控制技术的发展1.2.2 数控机床的产生和发展1948年，美国帕尔森兹公司(Parsons Corporation)在制造飞机框架及直升机叶片轮廓样板时，利用全数字电子计算机对轮廓路径进行数据处理，并考虑了刀具直径对加工路径的影响，使得加工精度达到较高的程度。1959年，随着晶体管元件的诞生和在数控系统中的应用，数控机床跨入第二代。1965年，出现了小规模集成电路，它的应用使数控系统的可靠性进一步提高，数控系统发展到第三代。1.2.3 数控机床的特点和运用范围数控机床能在机械加工中得到广泛的应用，主要由于它有如下一些特点：①易于加工形状复杂的零件，加工精度高。②工件加工周期短，生产效率高。③加工质量稳定，劳动强度低。④可实现精确的成本计算和科学管理。⑤有利于实现优化控制和生产系统的集成。由于数控机床具有上述一系列特点，一般 而言，它最适宜应用于轮廓形状复杂程度较高、批量不大的零件加工；适宜作为FMC，FMS，CIMS等制造单元或制造系统的主体加工设备。1.2.4 数控机床的技术发展特点与趋势(1)高速度、高精度化影响数控机床高速度、高精度的因素是复杂的，包含高速度高精度主传动机构及其控制系统、机床的动态特性，刀具、工夹具及工艺参数，冷却润滑、切屑排除等。(2)智能化智能化主要是指数控机床的控制智能化，是为了提高数控机床的自动化程度。 (3)集成化数控机床的集成化，主要体现在控制系统使用更新的IC器件，并进行高密度立体组装；使用光缆或无线传递信号，减少线缆甚至进行无线缆链接；采用硬件模块化和系统柔性化技术等方面。 (4)网络化与数字化(5)开放性20世纪90年代以来，计算机技术的飞速发展推动了数控机床技术的更新换代，并产生了利用PC机丰富的软硬件资源开发的新一代数控系统——开放式体系结构的数控系统。开放式体系结构使数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性，并推进了向智能化、网络化方向的发展。1.3 机床数控系统的组成与分类图1.3 数控机床的组成1.3.1 机床数控系统的组成(1)控制介质控制介质是存储数控加工信息的载体，它 可以是穿孔带、磁带和磁盘等。(2)数控装置数控装置是数控机床的核心，现代数控机床都采用计算机数控(CNC)装置。(3)伺服系统伺服系统是把来自数控装置的各种指令，转换成机床执行机构运动的驱动部件。(4)测量反馈系统测量反馈系统由检测元件和相应的电路组成，其作用是检测机床的实际位置、速度 等信息，并将其反馈给数控装置与指令信息进行比较和校正，构成系统的闭环控制。(5)适应控制适应控制是指针对机床当前的工作环境，如温度、振动、摩擦和切削力等因素和变化加以检测，将相关信息输入数控装置，使系统能对环境因素变化引起的误差做出补偿，以期提高加工精度和生产率。(6