数控技术基础课件

工程训练实训指导书（现代制造技术分册）沈阳航空工业学院工程训练中心第一章数控加工技术基础工程训练实训指导书（现代制造技术分册）沈阳航空工业学院工程训1第一章数控加工技术基础1.1数控技术与数控机床1.2数控编程概述1.3零件数控程序的结构第一章数控加工技术基础1.1数控技术与数控机床1.22第一章数控加工技术基础

1.1数控技术与数控机床

1.1.1基本概念

数字控制技术（NumericalControlTechnologyNC）--是借助数字、字符和其它符号对某一过程（如加工、测量、装配等）进行控制的一种可编程的自动化方法。 数控系统--实现数字控制的装置。 数控机床（NumericalControlMachineTools）--采用数字控制技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床。数控机床是数控技术典型应用的例子。 计算机数控系统（ComputerNumericalControl，CNC）--以计算机为核心的数控系统。第一章数控加工技术基础 1.1数控技术与数控机床3

1.1数控技术与数控机床

1.1.2数控系统与数控机床的组成 数控系统与数控机床的组成如图所示。

第一章数控加工技术基础 1.1数控技术与数控机床第一章数控加工技术基础4

1.1数控技术与数控机床

1.1.3数控机床的分类 数控机床的种类很多，通常可以从以下不同角度来对其分类： 1．按工艺用途分类 切削加工类：如数控铣床、数控车床、数控磨床、加工中心、数控齿轮加工机床、FMC等。 成型加工类：数控折弯机、数控弯管机等。 特种加工类：数控线切割机、电火花加工机、激光加工机等。 其它类型：数控装配机、数控测量机、机器人等。第一章数控加工技术基础 1.1数控技术与数控机床第一章数控加工技术基础5

1.1数控技术与数控机床 2．按控制功能分类 （1）点位控制数控机床 仅能实现刀具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：数控钻床、数控镗床、数控冲床和数控测量机。

点位控制钻孔加工示意图工件刀具第一章数控加工技术基础 1.1数控技术与数控机床点位控制钻孔加工示意图工件刀具第6

1.1数控技术与数控机床

（2）轮廓控制数控机床 具有控制几个进给轴同时协调运动(坐标联动)，使工件相对于刀具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机床。

适用范围：数控车床、数控铣床、加工中心等用于加工曲线和曲面的机床。

工件刀具轮廓控制数控机床的加工示意图第一章数控加工技术基础 1.1数控技术与数控机床工件刀具轮廓控制数控机床的加工示7

1.1数控技术与数控机床

3．按进给伺服系统的类型分类 （1）开环控制数控机床 没有位置测量装置，信号流是单向的，故系统稳定性好。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。

减速器数控装置控制电路步进电机工作台输入图1.5开环控制系统框图第一章数控加工技术基础 1.1数控技术与数控机床减速器数控控制步进工作台输8

1.1数控技术与数控机床 （2）半闭环控制数控机床 半闭环数控系统的位置采样点是从驱动装置(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。可获得稳定的控制性能，其精度较闭环差，较开环好。数控装置控制电路伺服电机工作台输入半闭环控制系统框图速度检测元件速度反馈位置反馈转角检测元件第一章数控加工技术基础 1.1数控技术与数控机床数控控制伺服工作台输入半闭9

1.1数控技术与数控机床

（3）全闭环控制数控机床 全闭环数控系统直接对运动部件的实际位置进行检测。具有很高的位置控制精度。但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。数控装置控制电路伺服电机工作台输入闭环控制系统框图位置检测元件速度检测元件速度反馈位置反馈第一章数控加工技术基础 1.1数控技术与数控机床数控控制伺服工作台输入闭环10 1.1数控技术与数控机床 1.1.4数控加工中数据转换过程第一章数控加工技术基础 1.1数控技术与数控机床第一章数控加工技术基础11 1.2数控编程概述

1.2.1机床坐标轴

为简化编程和保证程序的通用性，对数控机床的坐标轴和方向命名制订了统一的标准，规定直线进给坐标轴用X，Y，Z表示，围绕X，Y，Z轴旋转的圆周进给坐标轴分别用A，B，C表示。相互关系用右手定则决定，如图所示：右手笛卡尔坐标系第一章数控加工技术基础 1.2数控编程概述右手笛卡尔坐标系第一章数控加工技术基12 1.2数控编程概述 1.2.2机床坐标系机床零点和机床参考点 机床坐标系是机床固有的坐标系，机床坐标系的原点也称为机床原点或机床零点。在机床经过设计、制造和调整后，这个原点便被确定下来，它是固定的点。 为了正确地在机床工作时建立机床坐标系，通常在每个坐标轴的移动范围内设置一个机床参考点（测量起点），机床起动时，通常要进行机动或手动回参考点以建立机床坐标系。第一章数控加工技术基础 1.2数控编程概述第一章数控加工技术基础13 1.2数控编程概述

1.2.3工件坐标系、程序原点和对刀点 工件坐标系是编程人员在编程时使用的，编程人员选择工件上的某一已知点为原点（也称程序原点），建立一个新的坐标系，称为工件坐标系。工件坐标系一旦建立便一直有效，直到被新的工件坐标系所取代。 对刀点是零件程序加工的起始点，对刀的目的是确定程序原点在机床坐标系中的位置，对刀点可与程序原点重合，也可在任何便于对刀之处，但该点与程序原点之间必须有确定的坐标联系。

第一章数控加工技术基础 1.2数控编程概述第一章数控加工技术基础14 1.3零件数控程序的结构

一个零件数控程序是一组被传送到数控装置中去的指令和数据。一个零件数控程序是由遵循一定结构句法和格式规则的若干个程序段组成的，而每个程序段是由若干个指令字组成的。

第一章数控加工技术基础 1.3零件数控程序的结构第一章数控加工技术基础15 1.3零件数控程序的结构 1.3.1指令字的格式

一个指令字是由地址符(指令字符)和带符号（如定义尺寸的字）或不带符号（如准备功能字G代码）的数字数据组成的。程序段中不同的指令字符及其后续数值确定了每个指令字的含义。 1.3.2程序段的格式第一章数控加工技术基础 1.3零件数控程序的结构第一章数控加工技术基础16 1.3零件数控程序的结构 1.3.3程序的一般结构 一个零件程序必须包括起始符和结束符，一个零件程序是按程序段的输入顺序执行的而不是按程序段号的顺序执行的，但书写程序时建议按升序书写程序段号。华中数控装置的程序结构：

程序起始符：%(或O)符，%(或O)后跟程序号 程序结束：M02或M30第一章数控加工技术基础 1.3零件数控程序的结构第一章数控加工技术基础17工程训练实训指导书（现代制造技术分册）沈阳航空工业学院工程训练中心第一章数控加工技术基础工程训练实训指导书（现代制造技术分册）沈阳航空工业学院工程训18第一章数控加工技术基础1.1数控技术与数控机床1.2数控编程概述1.3零件数控程序的结构第一章数控加工技术基础1.1数控技术与数控机床1.219第一章数控加工技术基础

1.1数控技术与数控机床

1.1.1基本概念

数字控制技术（NumericalControlTechnologyNC）--是借助数字、字符和其它符号对某一过程（如加工、测量、装配等）进行控制的一种可编程的自动化方法。 数控系统--实现数字控制的装置。 数控机床（NumericalControlMachineTools）--采用数字控制技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床。数控机床是数控技术典型应用的例子。 计算机数控系统（ComputerNumericalControl，CNC）--以计算机为核心的数控系统。第一章数控加工技术基础 1.1数控技术与数控机床20

1.1数控技术与数控机床

1.1.2数控系统与数控机床的组成 数控系统与数控机床的组成如图所示。

第一章数控加工技术基础 1.1数控技术与数控机床第一章数控加工技术基础21

1.1数控技术与数控机床

1.1.3数控机床的分类 数控机床的种类很多，通常可以从以下不同角度来对其分类： 1．按工艺用途分类 切削加工类：如数控铣床、数控车床、数控磨床、加工中心、数控齿轮加工机床、FMC等。 成型加工类：数控折弯机、数控弯管机等。 特种加工类：数控线切割机、电火花加工机、激光加工机等。 其它类型：数控装配机、数控测量机、机器人等。第一章数控加工技术基础 1.1数控技术与数控机床第一章数控加工技术基础22

1.1数控技术与数控机床 2．按控制功能分类 （1）点位控制数控机床 仅能实现刀具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：数控钻床、数控镗床、数控冲床和数控测量机。

点位控制钻孔加工示意图工件刀具第一章数控加工技术基础 1.1数控技术与数控机床点位控制钻孔加工示意图工件刀具第23

1.1数控技术与数控机床

（2）轮廓控制数控机床 具有控制几个进给轴同时协调运动(坐标联动)，使工件相对于刀具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机床。

适用范围：数控车床、数控铣床、加工中心等用于加工曲线和曲面的机床。

工件刀具轮廓控制数控机床的加工示意图第一章数控加工技术基础 1.1数控技术与数控机床工件刀具轮廓控制数控机床的加工示24

1.1数控技术与数控机床

3．按进给伺服系统的类型分类 （1）开环控制数控机床 没有位置测量装置，信号流是单向的，故系统稳定性好。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。

减速器数控装置控制电路步进电机工作台输入图1.5开环控制系统框图第一章数控加工技术基础 1.1数控技术与数控机床减速器数控控制步进工作台输25

1.1数控技术与数控机床 （2）半闭环控制数控机床 半闭环数控系统的位置采样点是从驱动装置(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。可获得稳定的控制性能，其精度较闭环差，较开环好。数控装置控制电路伺服电机工作台输入半闭环控制系统框图速度检测元件速度反馈位置反馈转角检测元件第一章数控加工技术基础 1.1数控技术与数控机床数控控制伺服工作台输入半闭26

1.1数控技术与数控机床

（3）全闭环控制数控机床 全闭环数控系统直接对运动部件的实际位置进行检测。具有很高的位置控制精度。但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。数控装置控制电路伺服电机工作台输入闭环控制系统框图位置检测元件速度检测元件速度反馈位置反馈第一章数控加工技术基础 1.1数控技术与数控机床数控控制伺服工作台输入闭环27 1.1数控技术与数控机床 1.1.4数控加工中数据转换过程第一章数控加工技术基础 1.1数控技术与数控机床第一章数控加工技术基础28 1.2数控编程概述

1.2.1机床坐标轴

为简化编程和保证程序的通用性，对数控机床的坐标轴和方向命名制订了统一的标准，规定直线进给坐标轴用X，Y，Z表示，围绕X，Y，Z轴旋转的圆周进给坐标轴分别用A，B，C表示。相互关系用右手定则决定，如图所示：右手笛卡尔坐标系第一章数控加工技术基础 1.2数控编程概述右手笛卡尔坐标系第一章数控加工技术基29 1.2数控编程概述 1.2.2机床坐标系机床零点和机床参考点 机床坐标系是机床固有的坐标系，机床坐标系的原点也称为机床原点或机床零点。在机床经过设计、制造和调整后，这个原点便被确定下来，它是固定的点。 为了正确地在机床工作时建立机床坐标系，通常在每个坐标轴的移动范围内设置一个机床参考点（测量起点），机床起动时，通常要进行机动或手动回参考点以建立机床坐标系。第一章数控加工技术基础 1.2数控编程概述第一章数控加工技术基础30 1.2数控编程概述

1.2.3工件坐标系、程序原点和对刀点 工件坐标系是编程人员在编程时使用的，编程人员选择工件上的某一已知点为原点（也称程序原点），建立一个新的坐标系，称为工件坐标系。工件坐标系一旦建立便一直有效，直到被新的工件坐标系所取代。 对刀点是零件程序加工