第一章数控系统概述--公开课件.ppt

 总学时：56 讲课学时：48 实验学时：8 学 分：3.5 本课程为考试课程，期末考试为闭卷笔试形式。学生的课程总评成绩由平时成绩(占10%）、实验成绩(占20%)和期末考试成绩(占70%)等三部分构成。其中，平时成绩中作业占70%、考勤占30% 参考书 《数控技术》，易红主编，机械工业出版社，2005。 《现代计算机数控系统》，冯勇等编著，机械工业出版社，1996。 《数字控制技术》，叶蓓华主编，清华大学出版社，2002。 《现代数控原理及控制系统》，王爱玲等编著，国防出版社，2002。 《并联运动机床》，张曙等著，机械工业出版社，2003 第一章 数控系统概述 第一节 基本概念 第二节 计算机数控系统 第三节 数控机床与现代机械制造系统 第一节 基本概念一、数控系统的基本概念 NC —— Numerical Control CNC —— Computer Numerical Control 广义 ：不关心控制对象 利用数字化信息实行控制 狭义 ：机床控制对象 利用数字化信息对机床轨迹及加工过程实 行控制 二、数控系统的组成 组成框图 输入输出装置 人机接口功能，要求友好，操作方便。 包括：阅读机、键盘、驱动器、通信和显示器等。 数控装置 数控机床的核心部分，是一个计算机控制系统。内部含有连续轮廓信息和离散状态信息的处理。 伺服系统 Servo——执行机构，将电能转化成机械能 分为主轴伺服系统和进给伺服系统 机床电器控制装置 主要进行开关量信息的处理和转换，对应于辅助功能的实现 PLC——可编程(逻辑)控制器，也称PC。 机床床身 Machine Tool——控制对象（刀具和工作台） 相对普通机床而言，结构具有特殊要求 三、数控系统中的有关约定 1．数控加工程序的格式 N__G__X__Y__Z__I__J__K__F__S__T__M__ ↙ 字符→功能字→程序段→数控加工程序 2．数控加工程序采用的编码 EIA代码——Electronic Industry Association 美国电子工业协会, 现在己不太采用。 ISO代码——International Standard Organization 国际标准化组织,目前正在广泛使用。 3．数控机床坐标系 JB3051-82 数控机床坐标和运动方向的命名 右手直角笛卡儿坐标系 X、Y、Z、A、B、C 刀具移动,用不加“`”的字母表示运动正方向 工件移动,用加“`”的字母表示运动正方向。 为方便编程：看作工件相对静止而刀具产生运 动，增大刀具与工件间距离方向为正方向。  机械原点──由机床生产厂家确定 电气原点──机床参考点 回参考点工作方式 编程原点──根据加工工艺由G代码指定 刀架相关点──用于自动换刀和刀补计算   绝对坐标系──所有坐标值均相对于固定原点 相对坐标系──每个终点均以起点作为坐标原点 数控装置内部均采用绝对坐标值方式进行计算 四、数控系统的分类 1．按轨迹分为三大类 点位数控系统 直线数控系统 轮廓数控系统 (1)点位数控系统主要特点 点到点的控制 (Point-to-Point) (PTP) ? 要求定位“准” ? 路径不要求，但追求“短”、“快” ? 移动过程中不加工 ? 一般不需要插补计算 ? 数控钻床、数控冲床、数控插床等 (2)直线数控系统主要特点 ? 轨迹为坐标轴直线或对角线 ? 边移动边加工 ? 一般需要插补计算 ? 一般设计成点位/数控系统 ? 简易数控车床、简易数控镗床等 (3)轮廓数控系统主要特点 ? 轨迹为任意曲线或曲面 ? 要求多个坐标轴的协调控制 ? 边移动边加工 ? 需要插补计算 ? 如数控车床、数控铣床、加工中心等 2．按伺服分为三大类 开环数控系统 全闭环数控系统 半闭环数控系统 (1)开环数控系统主要特点 ? 没有反馈装置 ? 一般采用步进电动机驱动 ? 一般为经济型数控系统 ? 中、低档精度和速度 (2)全闭环数控系统主要特点 ? 反馈工作台的直线位移量 ? 一般采用直流或交流电动机驱动 ? 一般配中、高档数控机床 ? 精度和速度较高 ? 但调整困难、易振荡 (3)半闭环数控系统主要特点 ? 反馈电动机或丝杠的角位移量 ? 一般采用直流或交流电动机驱动 ? 精度和速度略低于全闭环数控系统 ? 但调整容易、不易振荡 3．按功能水平分为三大类 经济型数控系统或称简易型数控系统 普及型数控系统或称全功能型数控系统 高档型数控系统 4．按加工工艺分类 数控钻床 数控车床 (车削中心) 数控铣床