第1章数控加工技术概论2PPT资料.ppt

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以计算）实现数字控制的装置。

以计算机为核心的数控系统称为计算机数控系统（机为核心的数控系统称为计算机数控系统（ComputerNumericalComputerNumericalControlControl），即），即CNCCNC系统系统数控机床数控机床（NumericalControlMachineToolsNumericalControlMachineTools）：

就是装备有计算机：

就是装备有计算机数控系统的自动化机床。

数控系统的自动化机床。

数控机床将加工过程的各种机床动作，由数字化的代码表示，通过数控机床将加工过程的各种机床动作，由数字化的代码表示，通过某种载体将信息输入数控系统，控制计算机对输入数据进行处理，来控某种载体将信息输入数控系统，控制计算机对输入数据进行处理，来控制机床的伺服系统或其他执行元件，使机床加工出所需要的工件。

制机床的伺服系统或其他执行元件，使机床加工出所需要的工件。

*二、数控机床的工作原理二、数控机床的工作原理*11、数控机床的工作流程、数控机床的工作流程（11）数控加工程序的编制）数控加工程序的编制（22）输入）输入（33）译码）译码（44）刀具补偿）刀具补偿（55）插补）插补（66）位置控制和机床加工）位置控制和机床加工图图1.11.1数控加工流程数控加工流程零件工零件工艺分析艺分析编写零件编写零件的加工程序的加工程序零件的加工零件的加工程序输入程序输入CNCCNC系统系统刀具路刀具路径模拟径模拟零件加工零件加工根据零件加工图样进行工艺分析，确定加工方案、工艺参数和位移数据。

按规定的程序代码、格式编写零件加工程序单；

或用CAD/CAM生成零件的加工程序。

操作面板输入、串行通信（DNC）输入、磁盘输入等。

机床空运行、软材料（铝、塑料）或工件材料首件试切，以检验CNC程序的正确性。

通过对机床的正确操作，运行程序，完成零件的加工。

*22、数控机床的工作原理、数控机床的工作原理机床数字控制原理机床数字控制原理：

将被加工零：

将被加工零件图纸上的几何信息和工艺信息用规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，运动实现了刀具与工件的相对运动，完成零件的加工。

完成零件的加工。

最小位移量的合成运动是机床数字控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（制的基本原理，即轨迹控制原理（插插补原理补原理）。

）。

点位控制：

严格控制点到点的点位控制：

严格控制点到点的距离，不严格要求路径，运动中不加距离，不严格要求路径，运动中不加工。

工。

图图1.21.2点位控制点位控制YXO,PKQRXXYYG00:

P-K-QG00:

P-K-QG01:

P-QG01:

P-QZYX*轮廓控制：

轮廓控制：

（ContouringControl）（ContouringControl）：

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）的任意曲线以平面（两维）的任意曲线LL为例，要求刀具为例，要求刀具沿（逼近）曲线沿（逼近）曲线轨迹运动，进行切削加工。

轨迹运动，进行切削加工。

如图如图1.31.3所示所示,将曲线将曲线LL分割成：

分割成：

ll11、ll22、ll33、llii等线段。

用等线段。

用直线（或圆弧）代替（逼近）这些线段，当逼近误差直线（或圆弧）代替（逼近）这些线段，当逼近误差相当小时，相当小时，这些折线段之和就接近了曲线。

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轮廓控制也称连续轨迹控制，它的特点是不仅对坐标的，它的特点是不仅对坐标的移动量移动量进行控制，而且对各坐标的进行控制，而且对各坐标的速度速度及它们之间的及它们之间的比率比率都要进行严格控都要进行严格控制，以便加工出给定的轨迹。

制，以便加工出给定的轨迹。

1112131516xy14XYOTL图图1.31.3轮廓控制轮廓控制*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合成的分段运动（小线段、小圆弧）（小线段、小圆弧）代替任意曲线运动，以得出所需代替任意曲线运动，以得出所需要的运动轨迹，要的运动轨迹，是数控的基本构思之一。

是数控的基本构思之一。

插补（插补（InterpolationInterpolation）是用被加工轨迹的有限信息（如起点和终点之间），计算插进刀是用被加工轨迹的有限信息（如起点和终点之间），计算插进刀具运动的许多中间点，进行数据点的密化工作，然后用已知线型（如具运动的许多中间点，进行数据点的密化工作，然后用已知线型（如直线、圆弧等）逼近。

直线、圆弧等）逼近。

插补有二层意义插补有二层意义：

基本线型的形成及如何分段逼近基本线型的形成及如何分段逼近。

基本线型基本线型：

由插补指令完成。

如直线插补、圆弧插补、抛物线插由插补指令完成。

如直线插补、圆弧插补、抛物线插补、螺旋线插补、极坐标插补、圆柱插补、样条插补、曲面直接插补、补、螺旋线插补、极坐标插补、圆柱插补、样条插补、曲面直接插补、纳米插补、光顺插补等，插补指令越多，越能纳米插补、光顺插补等，插补指令越多，越能实现实现分段逼近分段逼近：

按允许的误差。

弦线逼近、割线逼近、切线逼近。

插补分类：

基准脉冲插补、数据采样插补（主要方法）。

基点和节点基点和节点基点基点：

在数控加工图纸中，基本线型的交点；

：

节点节点：

轮廓轨迹上的插入点（逼近线型与轮廓轨迹的交点）。

*数控机床的控制数控机床的控制开关量控制开关量控制轨迹控轨迹控制制开关量控制开关量控制为配合数控加工，所需要的开关动作控为配合数控加工，所需要的开关动作控制，如程序停、冷却液开停、主轴正反转等等。

由辅助功制，如程序停、冷却液开停、主轴正反转等等。

由辅助功能指令实现。

能指令实现。

轨迹控制轨迹控制直线、圆弧及其它各种平面和空间轨迹。

直线、圆弧及其它各种平面和空间轨迹。

由插补指令实现由插补指令实现,如直线插补、圆弧插补、抛物线插补、如直线插补、圆弧插补、抛物线插补、螺旋线插补、样条插补、曲面直接插补等螺旋线插补、样条插补、曲面直接插补等。

插补指令越丰富，数控功能越强。

三、数控加工特点（11）数控加工特点）数控加工特点1）1）广泛的适应性和较大的灵活性；

广泛的适应性和较大的灵活性；

2）2）零件加工精度高、产品质量稳定；

零件加工精度高、产品质量稳定；

3）3）加工生产率高；

加工生产率高；

4）4）较少使用专用工装夹具；

较少使用专用工装夹具；

5）5）可以实现一机多用；

可以实现一机多用；

6）6）有利于生产管理的现代化。

有利于生产管理的现代化。

（22）数控加工适用范围）数控加工适用范围1）1）多品种小批量生产的零件；

多品种小批量生产的零件；

2）2）几何形状复杂的零件；

几何形状复杂的零件；

3）3）需进行多种工序加工的零件；

需进行多种工序加工的零件；

4）4）加工精度高的零件；

加工精度高的零件；

5）5）贵重零件；

贵重零件；

6）6）需要频繁改型的零件；

需要频繁改型的零件；

（33）缺点）缺点1）1）初次设备投资大；

初次设备投资大；

2）2）对使用者技术要求高。

对使用者技术要求高。

*1.2数控机床的组成与分类数控机床的组成与分类一、数控机床的组成数控装置数控装置伺服系统伺服系统机床机床检测反馈装置检测反馈装置控制介质控制介质图图1.4数控机床的组成数控机床的组成（11）信息输入信息输入：

程序、参数、数据等的输入通道。

输入方：

输入方式有穿孔纸带、磁带、磁盘、式有穿孔纸带、磁带、磁盘、MDIMDI（手动数据输入）方式等。

（手动数据输入）方式等。

（22）数控装置数控装置：

是数控机床的核心。

包括：

包括CPUCPU、存储器、存储器、各种接口电路等硬件和相应的软件。

各种接口电路等硬件和相应的软件。

（33）伺服驱动装置伺服驱动装置：

接受数控装置来的指令，将信号进行：

接受数控装置来的指令，将信号进行调解、转换、放大后驱动伺服电机，带动机床执行部件运动。

调解、转换、放大后驱动伺服电机，带动机床执行部件运动。

（44）检测反馈装置检测反馈装置：

速度、位置检测反馈装置，由检测元：

速度、位置检测反馈装置，由检测元件和相应的电路组成。

件和相应的电路组成。

（55）机床主机机床主机：

是数控机床的主体，包括主运动部件、进：

是数控机床的主体，包括主运动部件、进给运动部件、执行部件和基础部件等。

给运动部件、执行部件和基础部件等。

（66）机电接口机电接口：

MM、SS、TT（PLCPLC）*数控装置的主要功能：

数控装置的主要功能：

多轴联动。

多种函数插补：

直线、圆弧、抛物线、螺旋线、样多种函数插补：

直线、圆弧、抛物线、螺旋线、样条等。

条等。

多种程序输入功能。

信息转换功能：

EIA/ISOEIA/ISO、公制、公制/英制、绝对值英制、绝对值/增量增量值、坐标变换等。

值、坐标变换等。

补偿功能：

刀具长度补偿、刀具半径补偿、间隙、补偿功能：

刀具长度补偿、刀具半径补偿、间隙、螺距误差补偿等。

螺距误差补偿等。

多种加工方式选择（平移、镜像、旋转）。

故障自诊断功能。

显示功能：

用显示功能：

用CRTCRT可以显示