数控技术教案74963

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1、第一章：概论§1.1数控技术的基本概念§1.1.1什么是机床的数字控制数控铣床数控车床一般机床在加工零件时,按手动和机动两种方式进行控制.手动：手工摇动手柄带动机床部件进行运动和停止；机动：用控钮接通动力源电路而实现控制。数控机床则：以数字指令方式控制机床部件的相对运动和动作。数字控制：NUMERICALCONTROL　→NC其指令为“二进制”数字代码。数控机床：一种装有数控系统的机床，能够逻辑地处理具有使用号码或其它符号编码指令规定的程序。数控系统：一种控制系统，能够自动完成信息的输入、译码、运算，从而控制机床的运算和加工。如：要执行如下一条指令程序段：NO02G90G0

2、1X20.0Y20.0Z-5.0S1000T02F500M07；解释：第二个程序段，采用绝对编程，直线加工，终点坐标为（20105），以坐标原点为基准。以上程序所涉及的数字0～9，文字X，Y，Z…，都需转换成“二进制”数字代码输入机床的数控装置中，经计算处理，伺服控制，驱动机床各部件运动，从而完成加工。数控装置和伺服控制部分统称——数控系统。49§1.1.2机床数字控制的原理数控机床加工时：首先，将零件图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，然后，将加工程序输入数控装置，按程序的要求，经数控系统信息处理分配，使各坐标移动若干个最小单位，实现刀具与工件的相对

3、运动，完成零件的加工。一．点位控制：POINTTOPOINTCONTROL（钻、镗、攻螺纹）如图：1。1A在XOY平面内使刀具从P——Q点yyLnkq…LL1δL0T◎opxox图1.1a图1.1b刀具在X、Y轴移动以最小单位量计算的程序给定距离，运动的合成量为P点和Q点见的距离。但刀具轨迹没有严格的限制。如图，刀具可从P点——R点（X轴），再从R点—Q点（Y轴）；也可以在XY轴以同速度V移动到R点，再延X轴——Q点。点位控制：严格要求控制点——点的距离，不关心路径。二．轮廓控制：CONTOURINGCONTROL（平面曲线空间曲线）1平面曲线加工：如图P61。1B对于平面

4、内任意曲线L，要求刀具T延曲线轨迹运动，进行切削加工。将L分割成：L0L1L2…LI等小线段，用直线或圆弧代替这些线段，当逼近误差δ相当小时——0，这些折线便逼近已知曲线。由CNC机床的CNC装置进行计算分配通过两个坐标轴最小单位量的单位运动（△X、△Y）合成，不断连续控制刀具运动，不偏离地走出直线或圆弧，从而非常逼真地加工出平面曲线。2．空间曲线加工：如图P61.1C，以同样的方法逼近，只是ΔL的单位运动分量为ΔXΔY及ΔZ。轮廓控制——连续轨迹控制特点：不仅对坐标的移动量进行控制，而且对各坐标轴的速度及它们之间的比率都要严格控制，以便加工出给定的轨迹。49三．直线插补和

5、圆弧插补插补：指在被加工轨迹的起点和终点之间，插进许多中间点，进行数据点的密化工作，然后用已知线型逼近。直线插补——CNC机床刀具运动轨迹是直线的加工；圆弧插补——CNC机床刀具运动轨迹是圆弧的加工。※四．数控系统的组成※组成：数控装置、伺服驱动装置、可编程控制器和检测装置。1．CNC装置：按零件图加工要求——插补运算——向各坐标轴发出速度控制指令；2．伺服驱动装置：快速响应CNC装置发出的指令，——驱动机床各坐标轴运动同时提供足够的功率和扭矩；伺服控制按工作原理分：关断性控制和调节性控制关断控制——将指令值与实测值比较，相等发出中断指令；调节控制——CNC装置发出运动指令

6、信号，伺服驱动装置快速响应跟踪指令信号；3．检测装置：将坐标位移的实际值测出，反馈给CNC装置的调节电路进行比较，有差值便发出运动控制信号，从而实现偏差控制，不断比较直到偏差为零，结束运动；4．可编程控制器：主要是对一些辅助功能的控制——开关量的控制。如：主轴的停启，刀具的更换，冷却液的开关，电磁铁的吸合，急停，报警等。此开关量：仅有“O”和“Y”状态。49§1·1·3数控机床的组成及特点：信息输入装置伺服驱动装置检测反馈装置机床本体机电接口数控装置组成一、1、信息输入装置：加工零件各种参数、信息由此输入CNC装置。一般：穿孔纸带、磁带、磁盘、光盘等。2、数控装置：中央处理

7、单元（CPU）、存储器、总线和相应软件构成的专用计算机。数控装置是CNC机床的核心，决定着整个机床的功能。功能：多轴联动、多坐标控制；实现多种函数的插补（直线、圆弧…）；多种程序输入功能及编辑和修改功能；信息转换功能：EIA/ISO代码、公制/英制、坐标、绝对值/增量值转换；补偿功能：刀半径、长度、传动间隙…；多种加工方式选择：加工循环、重复加工、凹凸横加工、镜加工等；故障自诊功能；⑧显示功能：CRT显字符、轨迹、平面或三维动画；⑨通讯和联网功能。3、伺服驱动装置：接受CNC装置处理后分配来的信号，再经调节、转换、