数控系统开发数控课程论文参考.doc

摘 要 数控技术应用及数控系统开发是一门从事数控设备的安装、第一章 绪论 3 1.1数控机床的特点 3 1.2 数控机床的组成 3 1.3 机床数控系统的类型 5 1.3.1按加工工艺方法分类 5 1.3.2 伺服系统的控制原理 6 1.3.3 按控制运动轨迹分类 7 1.4 数控技术的应用与发展 8 第二章数控系统的插补工作原理 9 2.1 插补的概念 9 2.1.1 两种插补的定义 9 2.2 逐点比较法 10 2.2.1 逐点比较法直线插补 11 2.2.2 逐点比较法圆弧插补 16 2.3 数据采样插补 18 第三章 数控机床加工程序的编写 19 3.1 编程步骤 19 3.2 编程代码与指令格式 20 3.3 编程实例 25 第四章 计算机数控装置原理 27 4.1 计算机数控装置基本原理 27 4.1.1 CNC装置的功能 28 4.1.2 CNC数控装置工作过程 28 4.2 CNC数控装置的原理及结构 30 4.2.1 单CPU形式 30 4.2.2 多CPU结构 31 4.2.3 软件功能及组成 32 4.3 显示及键盘工作原理 33 1.1数控机床的特点 广泛的使用性。其主要体现在可扩展性好，可通过预留插入用户专用软件的 接口的方式或提供用户API和编程规范，供用户编制自己的专用模块的方式，简 便地实现系统的扩展。 具有较高的生产效率。与普通机床相比，生产效率大致可提高2～3倍。 操作人员的劳动强度大为减轻。由于数控机床是按所编程程序自动完成零件 加工，操纵者只需装卸工件和更换刀具，按下自动件后，由机床自动加工。 构形式模块化。可方便地相互组合，适用于不同场合、不同功能的需求的控制系统，可缩短新产品的研制开发周期。 能加工普通机床所不能加工的复杂型面。 当然 ，数控机床也有些不足之处，比如提高了起始阶段的投资。增加了电子设备的维护。对操作人员的技术水平要求较高。 1.2 数控机床的组成 数控机床配备有数控系统，可以按照事先编好的加工程序实现机床的运动和动作。 图 1-2 数控机床的组成框架 数控机床各组成部分的作用 程序载体 数控机床是按照输入的工件加工程序运行的。加工程序存放在软、硬磁盘等程序载体中，通过数控机床的输入装置，将加工程序信息读入CNC装置中。 输入装置 输入装置的作用是将加工程序的信息读入CNC装置内。 CNC装置 CNC装置主要由信息的输入、处理和输出1三部分组成。 伺服系统 伺服系统由伺服电动机以及伺服驱动控制装置和有关软件构成。 位置反馈系统 位置反馈系统的作用是将机床运动部件的实际位置信息反馈给CNC装置。 机床的机械部件 数控机床的机械部件，除了主运动系统以及辅助部分(如液压、气动、冷却和润滑部分)以外，尚有一些特殊部件，如储备刀具的刀库、自动换刀装置(ATC)和自动托盘交换装置等。 3、数控机床的主要组成部分与基本过程，一般由数控系统、伺服系统、主传动系统、强电控制柜、机床本体和各类辅助装置组成 图 1-2-1 数控机床的主要组成部分与基本工作过程的示意框图 1.3 机床数控系统的类型 机床数控系统用不同的方法有不同的类型，以适应不同用途的需要。 1.3.1按加工工艺方法分类 ※金属切削类数控机床 与传统的车、铣、钻、磨、齿轮加工相对应的数控机床有数控车床、数控铣床、数控钻床、数控磨床、数控齿轮加工机床等。尽管这些数控机床在加工工艺方法上存在很大差别，具体的控制方式也各不相同，但机床的动作和运动都是数字化控制的，具有较高的生产率和自动化程度。 在普通数控机床加装一个刀库和换刀装置就成为数控加工中心机床。加工中心机床进一步提高了普通数控机床的自动化程度和生产效率。例如铣、镗、钻加工中心，它是在数控铣床基础上增加了一个容量较大的刀库和自动换刀装置形成的，工件一次装夹后，可以对箱体零件的四面甚至五面大部分加工工序进行铣、镗、钻、扩、铰以及攻螺纹等多工序加工，特别适合箱体类零件的加工。加工中心机床可以有效地避免由于工件多次安装造成的定位误差，减少了机床的台数和占地 ※特种加工类数控机床 除了切削加工数控机床以外，数控技术也大量用于数控电火花线切割机床、数控电火花成型机床、数控等离子弧切割机床、数控火焰切割机床以及数控激光加工机床等。 ※板材加工类数控机床 常见的应用于金属板材加工的数控机床有数控压力机、数控剪板机和数控折弯机等。 近年来，其它机械设备中也大量采用了数控技术，如数控多坐标测量机、自动绘图机及工业机器人等。 1.3.2 伺服系统的控制原理 ※伺服系统的开环控制