CNC原理简介.ppt

第一部分 数控技术的基本概念 1.1 数控与数控机床 1.概念 ◆数控: 数字控制（NC — Numerical Control）,以数字化信 息对机床运动及加工过程进行控制的一种方法。NC已成为 数控加工的专用术语。 ◆数控技术：用数控机床（数控设备）进行自动化加工的一 种技术，它综合应用了多种学科的知识。 ◆数控机床：是实现柔性自动化的关键设备，是柔性自动生 产系统的基本单元。 ●数控技术是现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。 ●CNC与CAD/CAM/CAPP /关系 : 通讯 ▼CAD :计算机辅助设计(Computer Aided Design) ▼CAM:计算机辅助制造(Computer Aided Maunfacturng) ▼CAE :计算机辅助工程 (Computer Aided Engineering)   1.2 数控机床的工作原理 1.机床数字控制的原理  将被加工零件图纸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，然后将程序输入数控装置，按照程 序的要求，经过信息处理，分配，使各坐标以最小位移量为单 位移动，其合成运动实现了刀具与工件的相对运动，完成零件 的加工。 最小位移量的合成运动是机床数字控制的基本原理，即轨 迹控制原理（插补原理）。 ◆点位控制：严格控制点到点的距离，不严格要求路径，运 动中不加工。   ◆轮廓控制： 加工平面曲线、空间曲线、空间曲面时，需要多坐标联动。 以平面（两维）的任意曲线L为例，要求刀具Τ沿（逼近）曲线 轨迹运动，进行切削加工。 如图1.2所示。将曲线L分割成：l0、l1、l2……、li等线段。 用直线（或圆弧）代替（逼近）这些线段，当逼近误差δ相当 小时，这些折线段之和就接近了曲线。   轮廓控制也称连续轨迹控制，它的特点是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的比率都要进行严格控制，以便加工出给定的轨迹 这种在允许的误差范围内，用沿曲线逼近函数的最小单位移动量合成的分段运动（小线段、小圆弧）代替任意曲线运动，以得出所需要的运动轨迹，是数控的基本构思之一。 : 2.数控机床的控制 ●轨迹控制 ●开关量控制1.3 数控机床的组成及分类  1.数控机床的组成 ●数控系统：I/0接口、CNC装置、伺服系统、PLC  ●机械主机：主运动机构、进给运动机构、辅助机 构、床身等 2 .数控机床的应用 1）多品种变批量、单件小批量的自动化 2）柔性加工和柔性自动化  ◆小批量而又轮番生产的零件； ◆几何形状复杂的零件； ◆在加工过程中必须进行多种工序加工的零件； ◆切削余量大的零件； ◆必须严格控制公差（公差带范围很小）的零件； ◆工艺设计会经常变化的零件； ◆贵重零件； ◆需全部检测的零件，等等。 3 .数控机床的分类 1）按控制运动的轨迹特点分类 ◆点位控制数控机床  ◆直线控制数控机床(单轴数控)  ◆轮廓控制的数控机床：分为两坐标联动，2.5坐标联动，三坐 标联动，四坐标联动，五坐标联动等数控机床。五坐标联动 是关键技术。 2）按伺服系统的控制类型分类 ◆开环控制的数控机—无反馈信号◆全闭环控制的数控机床—从机床侧反馈,如带光栅尺 ◆半闭环控制的数控机床—从马达侧反馈,如但编码器 3）按工艺方法分类◆金属切削类数控机床： 数控车床，数控铣床、数控钻床、数控磨床、数控镗床以及加 工中心等。◆金属成型类及特种加工类数控机床:冲床,电加工,水刀机… 4）按功能水平分类：◆高、中、低档（亦称经济型）  5）按驱动方式分类◆步进式 用脉冲驱动步进马达◆直流伺服 交流电整流成可控制的直流电来控制直流马达◆交流伺服 交流电整流成在逆变成可控制幅值和频率的交流来带动交流马达◆直线电机直线电机是一种通过将封闭式磁场展开为开放式磁场，将电能直接转化为直线运动的机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置 直线电机的结构 直线电机和传统的旋转电机+滚珠丝杠运动系统的比较 第二部分 数控机床控制系统（CNC） 2.1 CNC系统的组成 CN