数控技术及应用课件

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1、数控技术及应用(初定稿）主讲李跃军集美轻工业学校前言南昌大学《数控技术及应用》课程数控加工技术基础数控机床各组成部分数控车削加工技术数控铣削加工技术加工中心加工技术数控特种加工技术数控自动编程技术数控加工应用技术前言我国制造业企业已开始广泛使用先进的数控技术，但掌握数控技术的机电复合型人才奇缺，其中仅数控机床的高级操作工就短缺60多万人。懂数控技术的模具技工的月薪由原来的500－600元升至5000－6000元，有的高级模具技工的年薪甚至高达30万，超过了部分研究生的身价。但近年来由于数控人才的需求拉动，我国各高校、高职和中职都开设了

2、数控类专业，我们只有扎实机械工艺、刀具量具等基础，突出加工工艺基础够用与CNC操作、程编与维护复合的专业特色，才能使我们轻校毕业生真正成为社会急需的数控“蓝领”高级技工。第一章数控加工技术基础数控设备按伺服系统的分类FANUC系列150iB型数控装置数控铣床及其坐标系统数控车床及其坐标系统1．开环控制数控机床开环数控系统的结构图按伺服系统的类型分类2、闭环控制数控机床闭环数控系统的结构图3．半闭环控制数控机床半闭环数控系统结构图第二章数控机床各组成部分的结构及其控制原理计算机数控系统数控机床的进给伺服系统数控机床的主轴驱动及其机械结构

3、可编程控制器（PLC)数控机床在数控系统的控制下，自动地按给定的程序进行机械零件的加工。数控系统是由用户程序、输入输出设备、计算机数字控制装置（CNC装置）、可编程控制器（PLC）、主轴驱动装置和进给驱动装置等组成。计算机数控系统程序输入设备计算机数字控制装置（CNC装置）可编程控制器（PLC）主轴控制单元速度控制单元输出设备主轴电机进给电机位置检测器机床1.用户程序它是零件加工程序。根据零件图纸，用手工编程或自动编程的方法编制出数控加工程序并存储在一种信息载体上。2.输入输出设备CNC系统对数控设备进行自动控制所需的各种外部控制信息

4、及加工数据,都是通过输入设备存入CNC装置的存储器中。输入CNC装置的有零件加工程序、控制参数、补偿数据等。输出设备主要的功能为显示、打印、输出加工程序、控制参数、补偿参数等。3.CNC装置CNC装置由硬件和软件组成。硬件主要由微处理器、存储器、位置控制、输入/输出接口、可编程控制器、图形控制、电源等模块组成。软件由管理软件和控制软件组成。管理软件系指零件加工程序的输入输出、系统的显示功能和诊断功能。控制软件则包括译码处理、刀具补偿、插补运算、位置控制和速度控制。4.可编程控制器(PLC)数控设备用可编程控制器主要完成数控设备的各种执

5、行机构的逻辑顺序控制，即用PLC程序代替用继电器控制线路，实现数控设备的辅助功能、主轴转速功能、刀具功能的译码和控制。数控设备用PLC有内装型和独立型两种。内装型PLC从属于CNC装置，PLC硬件电路可与CNC装置其它电路制作在同一块印刷板上，也可以作成独立的电路板。独立型PLC独立CNC装置，本身具有完备的硬、软件功能，可以独立完成所规定的控制任务。5.伺服系统伺服系统包括驱动部分和执行机构两大部分。伺服系统主要指数控设备的主轴驱动和进给驱动，是CNC系统的执行部分。伺服系统的作用是把来自CNC装置的各种指令（脉冲信号），转换成数控

6、设备移动部件的运动。在数控机床的伺服驱动机构中，常用的驱动元件有功率步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机，后二者都带有感应同步器、编码器等位置检测元件。1.正常工作前的准备工作在接通电源后，CNC装置将对数控系统及数控机床的各组成部分的工作状态进行检查和诊断，并设置初始状态。2.零件加工控制信息的输入CNC系统具备了正常工作条件后，开始输入零件加工程序、刀具长度补偿数值、刀具半径补偿数值以及工件坐标系原点相对机床原点的坐标值。3.数控加工程序的译码和预处理加工控制信息输入后，启动加工运行，此时CNC装置在系统控制程序的作用下，对数控程

7、序进行预处理，即进行译码和预计算（刀补计算、坐标变换等）。CNC系统的主要工作过程4.插补计算一个程序段的加工控制信息预处理完毕后进行插补处理。所谓“插补”就是指在一条已知起点和终点的曲线上进行数据点的密化。插补的任务就是根据进给速度的要求，在一段零件轮廓的起点和终点之间，计算出若干个中间点，分别向各个坐标轴发出方向、大小和速度都确定的运动序列指令。5.位置控制各个坐标轴的伺服系统将插补结果作为各个坐标轴位置调节器的指令值，机床上位置检测元件测得的位移作为实际位置值。位置调节器将两者进行比较，经过调节，输出相应的位置和速度控制信号，控

8、制各轴伺服系统驱动机床坐标轴运动。通过各个坐标轴运动的合成，产生数控加工程序所要求的工件轮廓尺寸。第一节插补原理一、概述在数控加工中，一般已知运动轨迹的起点坐标、终点坐标和曲线方程，如何使切削加工运动沿着预定轨迹移动呢？