数控技术总复习思考题学习教案

1、会计学1数控技术数控技术(sh kn j sh)总复习思考总复习思考题题第一页，共59页。第1章 绪 论 第1章 概论(giln) 数控技术的基本概念 数控机床(sh kn j chun)的工作原理及组成 数控机床(sh kn j chun)的分类 数控机床(sh kn j chun)的加工特点第1页/共59页第二页，共59页。第2页/共59页第三页，共59页。 数控（Numerical Control） 数字控制是一种自动控制技术，是用数字化信号对机床的运动及其加工过程进行控制的一种方法。数控机床（NC Machine） 数控机床就是采用了数控技术的机床，或装备了数控系统的机床。数控技术是现

2、代先进制造技术的基础，其技术水平和普及程度是衡量国家综合国力和工业现代化程度的重要标志。国际信息处理联盟(IFIP-International Federation of Information Processing)第五技术委员会对数控机床的定义是:数控机床是一个装有程序控制系统的机床，该系统能够逻辑地处理具有(jyu)使用号码或其他符号编码指令规定的程序。即数控机床是采用了数控技术的机床或装备了数控装置的机床。第3页/共59页第四页，共59页。1.1 数控技术(sh kn j sh)的基本概念 数控系统 数控系统是一种程序控制系统，它能逻辑地处理输入到系统中具有特定代码的程序，并将其译码，

3、从而使机床运动并加工零件。这里主要指由硬件搭成的系统。计算机数控系统（Computerized Numerical Control SystemCNC） 计算机数控系统由装有数控系统程序的专用计算机、输入输出设备、可编程序控制器（PLC）、存储器、主轴驱动及进给驱动装置等部分(b fen)组成。数控程序（NC Program） 输入数控系统中的、使数控机床执行一个确定的加工任务的、具有特定代码和其它符号编码的一系列指令。第4页/共59页第五页，共59页。1.1 数控技术(sh kn j sh)的基本概念 数控编程 生成用数控机床(sh kn j chun)进行零件加工的数控程序的过程。数控加工

4、 根据零件图样及工艺要求等原始条件编制零件数控加工程序，输入数控系统，控制数控机床(sh kn j chun)中刀具与工件的相对运动，从而完成零件的加工。第5页/共59页第六页，共59页。数控机床(sh kn j chun)的组成控制介质数控装置伺服系统 机床检测反馈装置第6页/共59页第七页，共59页。CNC装置(zhungzh)控制软件(软件功能)硬件电路(硬件功能)主轴(zhzhu)伺服单元主轴驱动装置可编程控制器进给伺服单元进给驱动装置测量装置(位置速度)程 序操作面板输入输出设备机 床辅助指令信号主轴电机主轴动作完成进给动作PLC完成开关动作伺服驱动系统进给电机电机信号转换放大第7页

5、/共59页第八页，共59页。 数控技术(sh kn j sh)由机床、数控系统和外围技术组成，如下图：数控技术CPURAMROM接口控制软件顺序程序硬件软件伺服系统电机控制系统驱动系统测量反馈系统机床数控系统外围技术基础件配套件床身立柱工作台刀架刀库丝杠导轨工具系统编程技术管理技术数控机床(sh kn j chun)的组成第8页/共59页第九页，共59页。数控机床(sh kn j chun)的工作原理 数控加工过程 零 件 图 纸工艺(gngy)分析数值(shz)计算编制并输入程序安装工件对刀试切加工检验第9页/共59页第十页，共59页。刀具准备夹具调整加工保障系统工件安装零件NC程序编程系统

6、PC数控装置执行装置机床工艺系统0102030405060708090机床工作机床锁定主轴正转主轴反转停键盘工作键盘锁定+1-10100辅助1辅助2辅助3辅助4刀具0冷却关主轴0F%S%TH-2003计算机数控系统#RATSUC2!B1D3*VWXY$EF4%G5HZCapsShift7I6J&KL8EnterAltCtrl(MN9)0OP刀具-Q联网-+冷却2/主轴-C-S-MDI*断点管理定位B-.;,A-Z-快速进给返参手动X-Y-自动复位F-运 行刀具+=冷却1主轴+C+S+B+Z+A+X+Y+F+暂 停轴轴 数控加工系统(xtng)及其组成环节 第10页/共59页第十一页，共59页。

7、高档(godng)中档低档 金属切削类数控机床 金属成型类及特种加工类数控机床开环控制的数控机床 闭环控制的数控机床半闭环控制的数控机床点位控制数控机床 直线控制数控机床 轮廓控制的数控机床第11页/共59页第十二页，共59页。第1章 绪 论 第2章 概论(giln) 概述(i sh) 数控编程的基础 数控标准 数控系统的指令代码 手工编程 自动编程 程序编制中的数学处理第12页/共59页第十三页，共59页。以自动编程语言为基础(jch)的方法以计算机辅助设计为基础(jch)的方法2.1 概 述第13页/共59页第十四页，共59页。2机床零点与参考点 机床零点：机床坐标系的零点。（基准点）参考

8、点：由挡铁和限位开关(kigun)预先确定好的点。返回参考点第14页/共59页第十五页，共59页。3. 工件坐标系与工件零点 用于确定工件几何图形上各几何要素的位置而建立(jinl)的坐标系选择工件零点的原则：便于将工件图的尺寸方便地转化编程的坐标值和提高加工精度4编程零点 5. 绝对尺寸与增量尺寸从工件坐标系的原点进行标注的尺寸相对它前一点的位置增量进行标注的尺寸第15页/共59页第十六页，共59页。先平面，后孔先简单(jindn)，后复杂先精度低，后精度高第16页/共59页第十七页，共59页。第17页/共59页第十八页，共59页。 零件图纸分析 确定加工的工艺路线刀位轨迹计算编写程序程序输

9、入程序校验、试切 加工第18页/共59页第十九页，共59页。第19页/共59页第二十页，共59页。NGX.Y.FSTMLF 程序段序号 准备(zhnbi)机能字 坐标(zubio)字 进给功能字 主轴转速功能字 刀具功能字 辅助功能字 结束符 第20页/共59页第二十一页，共59页。第21页/共59页第二十二页，共59页。第22页/共59页第二十三页，共59页。代码(di m)功能介绍（以FANUC系统为例）6.6.切削速度控制切削速度控制G G代码代码(di m)(di m)7.7.主运动速度主运动速度G G代码代码(di (di m)m)8.8.补偿功能补偿功能G G代码代码(di (di

10、 m)m)9.9.固定循环指令固定循环指令第23页/共59页第二十四页，共59页。辅助功能(gngnng)指令M代码第24页/共59页第二十五页，共59页。2.5 手工(shugng)编程第25页/共59页第二十六页，共59页。第26页/共59页第二十七页，共59页。第1章 绪 论 第3章 计算机数控装置(zhungzh)的插补原理 概述 基准(jzhn)脉冲插补 数据采样插补 曲面直接插补第27页/共59页第二十八页，共59页。第28页/共59页第二十九页，共59页。数控轨迹(guj)插补路径、轨迹与轨迹插补： 路径表示刀具将要走过的道路，只具有几何形状的概念，没有时间上的概念。 轨迹表示刀

11、具不仅要沿给定的路径运动，而且还规定了完成(wn chng)这一运动所需的时间，即轨迹不但具有几何形状的概念,而且还包含速度和加速度等物理概念。 插补是根据给定的基本数控曲线、刀具路径或零件表面等几何元素描述信息，在这些元素上的已知点之间，按要求的精度和速度进行坐标点密化的过程。第29页/共59页第三十页，共59页。第30页/共59页第三十一页，共59页。第31页/共59页第三十二页，共59页。第32页/共59页第三十三页，共59页。步数判别坐标进给偏差计算终点判别0 F0=0=101F=0+XF1=F0-ye=0-4=-4=10-1=92F0+XF3=F2-ye=2-4=-2=8-1=74F

12、0+XF5=F4-ye=4-4=0=6-1=56F=0+XF6=F5-ye=0-4=-4=5-1=47F0+XF8=F7-ye=2-4=-2=3-1=29F0+XF10=F9-ye=4-4=0=1-1=0OA98754321610YX第33页/共59页第三十四页，共59页。 tVYtVXYX KYVXVLVeYeX tKYYtKXXee XYA(Xe,Ye)VyXYA(Xe,Ye)VxVyVO Y X t0dteKYYt0dteKXXL第34页/共59页第三十五页，共59页。累加次数 X积分器 Y积分器 终点计数器JE 备 注 JVX(Xe)JRX溢出 Jvy(Ye)JRy溢出01010000

13、11000000初始状态1101101011011001第一次迭代21010101011110010X溢出31011110110011011Y溢出41011001011100100X溢出51010011011111101X溢出61011100110101110Y溢出71010111011101111X溢出810100010110001000X,Y溢出tA(5,3)XY第35页/共59页第三十六页，共59页。第1章 绪 论 第4章 计算机数控（CNC）装置(zhungzh)n 概述 n CNC装置的硬件结构n CNC装置的软件结构n 计算机数控中的可编程序控制器n CNC装置的接口(ji ku)

14、电路第36页/共59页第三十七页，共59页。 CNC系统平台硬件操作系统管理软件应用软件控制软件数控加工程序 接口被控设备 机 床 机器人 测量机 .第37页/共59页第三十八页，共59页。1.硬件结构: CPU，存储器，总线、外设等。2.软件结构：是一种用于零件加工的、实时控制的、特殊(tsh)的（或称专用的）计算机操作系统。 系 统初始化系统控制软件程序管理编辑存储录放管理软件控制软件输入程序输出程序显示程序诊断程序译码程序补偿计算速度控制插补程序位控程序图4.1 CNC软件的构成 第38页/共59页第三十九页，共59页。3. 工作原理 通过各种输入方式，接受机床加工零件(ln jin)的

15、各种数据信息，经过CNC装置译码，再进行计算机的处理、运算，然后将各个坐标轴的分量送到各控制轴的驱动电路，经过转换、放大去驱动伺服电动机，带动各轴运动。并进行实时位置反馈控制，使各个坐标轴能精确地走到所要求的位置。 第39页/共59页第四十页，共59页。1）输入2）译码：以一个程序段为单位，根据一定的语法规则解释、翻译成计算机 能够识别的数据形式，并以一定的数据格式存放在指定的内存专用(zhunyng)区内。3）数据处理：包括刀具补偿，速度计算以及辅助功能的处理等。 4）插补：插补的任务是通过插补计算程序在一条曲线的已知起点和终点之间进行“数据点的密化工作”。5）位置控制：在每个采样周期内，将

16、插补计算出的理论位置与实际反馈位 置相比较，用其差值去控制进给伺服电机。6）I/O处理：处理CNC装置与机床之间的强电信号输入、输出和控制。7）显示：零件程序、参数、刀具位置、机床状态等。8）诊断：检查一切不正常的程序、操作和其他错误状态。 第40页/共59页第四十一页，共59页。第41页/共59页第四十二页，共59页。处理机结构处理机结构第42页/共59页第四十三页，共59页。CPUROMRAMIN接口OUT接口阅读机接口MDI/CRT接口位置控制其它接口总线单微处理器硬件(yn jin)结构图第43页/共59页第四十四页，共59页。第44页/共59页第四十五页，共59页。VSVS第45页/

17、共59页第四十六页，共59页。VSVS第46页/共59页第四十七页，共59页。VSVS供应能力和竞争能力。第47页/共59页第四十八页，共59页。VSVS硬件配置单元软件配置单元标准计算机硬件数控系统基本硬件数控功能应用程序DOS(WINDOWS)实时多任务操作系统RTM应用程序接口NC构件库第48页/共59页第四十九页，共59页。第49页/共59页第五十页，共59页。VSVS 2. 系统软件的内容及结构类型 系统软件的组成：（管理和控制） 管理部分：输入、I/O处理、通讯、显示、诊断以及加工程序的编制管理等程序。 控制部分：译码、刀具补偿、速度处理、插补和位置控制等软件。 管理方式：单微处理

18、机数控系统：前后台型和中断型的软件结构。多微处理机数控系统：将微处理机作为(zuwi)一个功能单元 第50页/共59页第五十一页，共59页。第1章 绪 论 第5章 数控检测(jin c)装置n 概述 n 旋转变压器n 感应同步器n 直线(zhxin)光栅n 光电脉冲编码器n 编码器n 霍耳检测装置第51页/共59页第五十二页，共59页。第1章 绪 论 1、伺服系统是指以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统。它接受来自数控装置的进给指令信号，经变换、调节和放大后驱动执行件，转化为直线或旋转运动。伺服系统是数控装置(计算机)和机床的联系环节(hunji)，是数控机床的重要组成部分。2、一般闭环系统为三环结构：位置环、速度环、电流 环。3、数