第一章：概 论 §11数控技术的基本概念 §111 什么是机床的数字控制 .docVIP

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 数控车床 一般机床在加工零件时,按手动和机动两种方式进行控制. 手动：手工摇动手柄带动机床部件进行运动和停止； 机动：用控钮接通动力源电路而实现控制。数控机床则：以数字指令方式控制机床部件的相对运动和动作。 数字控制：NUMERICAL CONTROL 　→NC 其指令为“二进制”数字代码。 数控机床：一种装有数控系统的机床，能够逻辑地处理具有使用号码或其它符号编码指令规定的程序。 数控系统：一种控制系统，能够自动完成信息的输入、译码、运算，从而控制机床的运算和加工。 如：要执行如下一条指令程序段： NO02 G90 G01 X20.0 Y20.0 Z-5.0 S1000 T02 F500 M07； 解释：第二个程序段，采用绝对编程，直线加工，终点坐标为（20 10 5 ），以坐标原点为基准。 以上程序所涉及的数字0～9，文字X，Y，Z…，都需转换成“二进制”数字代码输入机床的数控装置中，经计算处理，伺服控制，驱动机床各部件运动，从而完成加工。 数控装置和伺服控制部分统称——数控系统。 §1.1.2 机床数字控制的原理 数控机床加工时：首先，将零件图上的几何信息和工艺信息用规定的代码和格式编写成加工程序，然后，将加工程序输入数控装置，按程序的要求，经数控系统信息处理分配，使各坐标移动若干个最小单位，实现刀具与工件的相对运动，完成零件的加工。 一．点位控制 ： POINT TO POINT CONTROL （钻、镗、攻螺纹） 如图：1。1A 在XOY平面内使刀具从P——Q点 y y Ln k q … L L1 δ L0 T◎ o p x o x 图 1.1 a 图 1.1 b 刀具在X、Y轴移动以最小单位量计算的程序给定距离，运动的合成量为P点和Q 点见的距离。但刀具轨迹没有严格的限制。 如图 ，刀具可从P点——R点（X轴） ，再从R点— Q点（Y轴）；也可以在XY轴以同速度V移动到R点，再延X轴——Q点。 点位控制：严格要求控制点——点的距离，不关心路径。 二．轮廓控制：CONTOURING CONTROL （平面曲线 空间曲线） 1 平面曲线加工：如图 P6 1。1B 对于平面内任意曲线L，要求刀具T延曲线轨迹运动，进行切削加工。将L分割成：L0 L1 L2…LI 等小线段，用直线或圆弧代替这些线段，当逼近误差δ相当小时——0，这些折线便逼近已知曲线。 由CNC机床的CNC装置进行计算分配通过两个坐标轴最小单位量的单位运动（△X、△Y）合成，不断连续控制刀具运动，不偏离地走出直线或圆弧，从而非常逼真地加工出平面曲线。 2．空间曲线加工：如图P61.1C，以同样的方法逼近，只是ΔL的单位运动分量为ΔXΔY及ΔZ。 轮廓控制——连续轨迹控制 特点：不仅对坐标的移动量进行控制，而且对各坐标轴的速度及它们之间的比率都要严格控制，以便加工出给定的轨迹。 三． 直线插补和圆弧插补 插补：指在被加工轨迹的起点和终点之间，插进许多中间点，进行数据点的密化工作，然后用已知线型逼近。 直线插补——CNC机床刀具运动轨迹是直线的加工； 圆弧插补—— CNC机床刀具运动轨迹是圆弧的加工。 四．数控系统的组成 组成：数控装置、伺服驱动装置、可编程控制器和检测装置。 CNC装置：按零件图加工要求——插补运算——向各坐标轴发出速度控制指令； 伺服驱动装置：快速响应CNC装置发出的指令，——驱动机床各坐标轴运动同时 提供足够的功率和扭矩； 伺服控制按工作原理分：关断性控制和调节性控制 关断控制——将指令值与实测值比较，相等发出中断指令； 调节控制——CNC装置发出运动指令信号，伺服驱动装