1 数控基本理论.pptVIP

FANUC数控系统（显示器及操作面板） 自从20世纪中叶数控技术创立以来，它给 机械制造业带来了革命性的变化。 现在数控技术已成为制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础技术，现代的CAD/CAM，FMS和CIMS、敏捷制造和智能制造等，都是建立在数控技术之上； 数控技术是提高产品质量、提高劳动生产率必不可少的物质手段； 是国家的战略技术 基于它的相关产业是体现国家综合国力水平的重要基础性产业； 专家们预言: 二十一世纪机械制造业的竞争，其实质是数控技术的竞争。 第一章 概论 1.1 数控技术的基本概念 1.1.1 什么是机床的数字控制 以数字指令方式控制机床各部件的相对运动和动作。 例：N003 G90 G01 X+35. Y+279.3 Z-429.7 S1000 T02 F500 M07； 将数字代码输入机床的数字控制装置（即控制机床的专用计算机）中去，经过计算机的计算处理、伺服控制、驱动机床各部件运动，完成上述空间直线段的加工。 用这种控制技术控制的机床就称为“数控机床”或“NC机床”。（Numerically Controlled Machine Tool） 1.1.2 机床数字控制的原理 点位控制(Point to Point Control )： 严格控制点到点之间的距离，而与所走的路径无关 。 轮廓加工控制(Contouring Control)： 不仅对坐标的移动量进行控制，而且对各坐标的速度及它们之间 比率都要行严格控制，以便加工出给定的轨迹。 原理:在允许的误差范围内,从微观上看,用沿直线（精 确地说， 沿逼近函数）的各轴最小单位移动量合 成的分段 运动来 代替曲线运动，从而加工出轮廓。 基本名词术语： 1.点位控制：控制点到点的距离； 2.轮廓控制：控制轮廓加工，实时控制位移和速度； 3. 分辨率：闭环数控机床的最小监测单位，也叫设定单位。它 代表了数控系统和数控机床的精度。 脉冲当量：数控系统中，一个指令脉冲代表的位移量(开环)； 4. 插补:数据密化,用已知线型（已有插补轨迹）代替未知线型。 直线插补：数控机床加工时，刀具运动轨迹是直线的，称为 直线插补。 圆弧插补：数控机床加工时，刀具运动轨迹是圆弧的，称为 圆弧插补； ●机床的数字控制是由数控系统完成的。数控装置能接收零件图纸加工要求的信息进行插补运算，实时地向各坐标轴发出速度位置控制指令。伺服驱动装置能快速响应数控装置发出的指令，驱动机床各坐标轴运动，同时能提供足够的功率和扭矩。 ●机床的数字控制包括：轨迹控制和开关量控制。 轨迹控制:直线、圆弧及其它各种平面,空间轨迹。 由插补指令实现。插补指令越丰富，数控功能越强。 开关量控制：为配合数控加工，所需要的开关动作控制， 如程序停、冷却液开停、主轴正反转等等。 由辅助功能指令实现。 1.1.3 数控机床的组成及特点 数控机床的组成 1）信息输入：程序、参数、数据等的输入通道。输入设备为穿孔 纸带、磁带、磁盘、通讯接口由上位机输入，也可以在MDI方式 下，用手动按键输入。 2）数控装置：由CPU、存储器、总线、功能部件和相应软件组成的 专用计算机。作用为将加工程序译码轨迹计算（速度计算）、 插补计算、补偿计算，向各坐标的伺服驱动系统 分配速度、位 移命令 。这一部分是数控机床的核心。 ①多轴联动、多坐标控制。 ②多种函数插补：直线、圆弧、抛物线、螺旋线、样条等。 ③多种程序输入功能。 ④信息转换功能：EIA/ISO、公制/英制、绝对值/增量值、坐标变换等。 ⑤补偿功能：刀具长度补偿、刀具半径补偿、间隙、螺距误差补偿等。 ⑥多种加工方式选择。 ⑦故障自诊断功能。 ⑧显示功能：字符、轨迹、平面图形、三维动态图形。 ⑨通讯和联网功能。 3）伺服驱动装置：接受数控装置来的指令，将信号进行调解、转 换、放大后驱动伺服电机，带动机床执行部件运动。 4）检测反馈装置：电流、速度、位置检测反馈装置。 5）机床本体：主运动部件、进给运动部件、执行部件和基础部件。 特点：① 传动链短，结构简单。 ② 刚度高、阻尼小、耐磨、热变形性能好。 ③ 机变速。 ④ 高效传动件