数控技术及其应用(第2版)PPT全套课件.pptx

第一章 绪论; 数控技术是通过计算机用数字化信息控制生产过程的自动化技术，它综合了计算机、自动控制、自动检测、精密测量和精密机械等高新技术，由各种技术相互交叉、渗透、有机结合而成的一门综合科学。 本章将简要介绍数控技术的相关概念、数控技术的发展过程、数控机床的特点和分类及其发展过程等知识，为后面的学习进行全貌性的概览。;1.1 数控技术的基本概念;;1.1.2 数控机床及其加工原理;;1.1.3 数控机床的适用范围;1.2 数控技术的发展; 当前数控技术正向着以下几个方面发展。 1．计算机数控 2．计算机直接数控 3．以模块概念为基础的柔性制造系统 4．计算机集成制造系统 ;1.3 数控机床的特点及其分类;1.3.2 数控机床的分类;3．按控制方式分类 （1）开环控制系统（2）半闭环控制系统 （3）闭环控制系统; ;4．按数控系统的功能水平分类 （1）低档机床 这类机床的技术指标通常为：脉冲当量0.01～0.005 mm，快进速度4～10 m/min，开环，步进电机驱动，用数码管或简单CRT显示，主CPU一般为8位或者16位。 （2）中档数控机床 其技术指标常为：脉冲当量0.005～0.001 mm，快进速度15～24 m/min，伺服系统为半闭环直流或交流伺服系统，有较齐全的CRT显示，可以显示字符和图形，人机对话，自诊断等，主CPU一般为16位或32位。 （3）高档数控机床 其技术指标常为：脉冲当量0.001～0.0001 mm，快进速度15～100 m/min，伺服系统为闭环的直流或交流伺服系统，CRT显示除具备中档的功能外，还具有三维图形显示等，主CPU一般为32位或64位。 ;1.4 数控机床和数控系统的发展;7．友好的人机界面 （1）现代数控机床具有丰富的显示功能。 （2）丰富的编程功能。 （3）方便的操作。 （4）多种方便编程的固定循环。 （5）系统具有多种管理功能 （6）PLC程序编制方法的增加。 （7）帮助功能。;第二章 计算机数控系统; 计算机数控（Computer Numerical Contro1，CNC）系统是一种包含存储程序在内的专用数控系统。 本章将简要介绍计算机数控系统的硬件结构、软件结构、数控用可编程控制器以及开放式数控系统的结构和特点等内容。;2.1 概 述;2.1.1 CNC系统的组成; 数控系统的核心是计算机数控装置。随着半导体技术、计算机和计算技术的发展，现代数控装置以微型计算机数控装置（MNC）为主体，统称为CNC装置。使用微处理机和微型计算机后，使得CNC装置的性能和可靠性不断提高，成本不断下降，其优越的性能价格比，推动了数控机床的发展。;2.1.2 CNC系统的工作过程;2．译码 在输入的零件加工程序中，含有零件的轮廓信息（线型、起点终点坐标）、加工速度（F代码）和其他的辅助信息（MST代码等）。CNC装置以按一个程序段为单位，根据一定的语言规则翻译成计算机能够识别的数据形式，并以一定的数据格式存放在指定的内存专用区间，在译码过程中，还要完成对程序段的语法检查等工作，发现错误立即报警。;3．数据处理 数据处理包括刀具补偿、速度计算以及辅助功能的处理等。 （1）刀具补偿分刀具长度补偿和刀具半径补偿两种。通常CNC装置的零件加工程序是以零件轮廓轨迹来编程的。刀具补偿的作用是把零件轮廓轨迹转换成刀具中心轨迹。现代CNC装置中，刀具补偿工作还包括程序段之间的自动转接和过切削判断。 （2）速度计算是按编程所给的合成进给速度计算出各坐标轴运动方向的分速度。另外对机床允许的最低速度和最高速度的限制进行判别并处理。在有些CNC装置中，软件的自动加减速也是在这里处理。 辅助功能如换刀、主轴启停、冷却液开停等大部分都是开关量信号，这里的主要工作是识别、存储、设标志，在程序执行时发出信号，让机床相应部件执行这些动作。;4．插补 插补的任务是通过插补计算程序在一条已知起点和终点的曲线上进行“数据点的密化”。插补程序在每个插补周期运行一次，在每个插补周期内，根据指令进给速度计算出一个微小的直线数据段。通常经过若干个插补周期后，插补加工完一个程序段，即完成从程序段起点到终点的“数据密化”工作。具体方法是，在一个插补周期内，计算出一个微小数据段的各坐标分量（如Δx，Δy），经过若干插补周期，可以计算出从起点到终点之间的若干个微小直线数据段。每个插补周期所计算出的微小直线段都应足够小，以保证轨迹精度。 目前在一般的CNC装置中，仅能对直线、圆弧和螺旋线进行插补计算。在一些专用的或较高档的CNC