计算机数控技术 教学课件 ppt 作者 彭美武 主编绪论.ppt

一.课程性质和定位 a.性质:数控类和机电类专业的一门专业选修课程。 b.定位：通过本课程的学习，了解数控技术的基本概念，数控系统的硬件和软件组成，理解数控系统的插补原理及其实现方法。同时了解数控机床的伺服驱动系统、数控机床的位置检测装置等。具有安装、调试和维护数控设备的基本技能，并能将所学到的机床知识应用到生产实践中去。 总 课 时： 32课时 理 论 课： 24课时和6课时习题 机动： 2课时 教 材 ：《计算机数控技术》机械工业出版社 参考教材： 《数控机床》西北工业出版社 《数控机床及其应用》机工 一.数控机床的产生 二.数控机床的基本概念 数控（numerical control）—— 利用数字化的信息（或代码）对被控对象实现自动控制的一种方法。 数控系统(Numerical control system) —— 采用数控技术的控制系统，即实现数字控制的装置。 数控机床(Numerical control Machine Tools) —— 装备了数控系统的机床。 计算机数控系统(Computer Numerical Control) —— 以计算机为控制核心的数字控制系统。 三.数控机床的加工原理 用数控机床加工工件时，首先由编程人员按照零件的几何形状和加工工艺要求将加工过程编成加工程序。数控系统读入加工程序后，将其翻译成机器能够理解的控制指令，再由伺服系统将其变换和放大后驱动机床上的主轴电机和进给伺服电机转动，并带动机床的工作台移动，实现加工过程。数控系统实质上是完成了手工加工中操作者的部分工作。 四.数控机床的组成与分类 图1-2是数控机床的组成框图。数控机床一般由输入输出设备、数控装置、主轴和进给伺服单元、PLC及其接口电路和机床本体等几部分组成。除了机床本体以外的部分统称为数控系统，数控装置是数控系统的核心。 1． 输入/输出设备2． 数控装置3． 伺服系统4． 机床本体5． 测量装置 6. 辅助控制装置-可编程逻辑控制器(PLC) 图1-2数控机床的逻辑组成 数控机床是一种典型的机电一体化备，其组成主要包括输入输出设备、计算机数控装置、主轴和进给伺服单元、PLC及其接口电路和机床本体等几部分组成。数控机床和普通机床的主要区别在于，数控机床具有功能强大的计算机数控系统。它有以下几部分组成（图2-3所示）： 1、输入、输出设备 输入设备的主要功能是将零件加工程序、机床参数及刀具补偿等数据输入到计算机数控装置。 输出设备主要是将零件的加工过程和机床的运行状态等打印或显示输出，以便于工作人员操作。主要有CRT、LED、LCD、TFT显示器以及各种信号灯、报警器等。RS-232接口是一种标准的输入输出接口。 2、计算机数控装置（CNC装置） 是数控机床核心部件。它的主要功能是将输入设备传送的数控加工程序，经数控装置系统软件进行译码、插补运算和速度预处理，产生位置和速度指令以及辅助控制功能信息等。 3、伺服系统 将CNC装置发出的位置和速度指令转化为机床运动部件（工作台或刀架）的运动。 4、机床本体 指用来完成各种切削加工的机械部分，是数控机床的主 体部分。它有以下特点： （1）数控机床采用了高性能的主轴及伺服传动系统，机械 传动结构简化，传动链较短，精度较高。 （2）数控机床机械结构具有较高的刚度、阻尼及耐磨性， 热变形小。 （3）采用高效的传动部件，如滚珠丝杠、直线滚动导轨等。 有的数控机床机床还装有刀库、自动换刀装置、自动托 盘交换装置等。 5、位置检测装置 位置检测装置与伺服驱动装置配套组成半闭环和闭环伺服驱动系统。位置检测装置通过直接或间接测量将执行部件的实际进给位移量检测出来，反馈到数控装置并与指令（理论）位移量进行比较，将其误差转换放大后控制执行部件的进给运动，以提高系统精度。 数控机床的分类 1、按控制系统的特点分类 （1）点位控制数控机床 这类数控机床仅控制机床运动部件从一点准确地移动到另一点的准确定位，在移动过程中不进行加工。 (2)直线控制数控机床 这类数控机床除了控制机床运动部件从一点到另一点的准确定位外，还要控制两相关点之间的移动速度和运动轨迹。采用这类系统的机床有数控车床（如图2-1b所示）、数控铣床等。 2、按执行机构的控制方式分类 （1）开环控制系统 这类数控系统没有任何检测反馈装置，CNC装置发出的指令信号经驱动电路进行功率放大后，通过步进电动机带动机床工作台移动，信号的传输是单方向，如图2-2a所示。一般适用于经济型数控机床和旧机床的数控化改