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长春理工大学第一章绪论ChangchunUniversityofScienceandTechnology2019/8/151《数控技术》教学课件长春理工大学2012.02数控技术教学课件长春理工大学第一章绪论ChangchunUniversityofScienceandTechnology2019/8/152长春理工大学第一章绪论ChangchunUniversityofScienceandTechnology2019/8/153机床数控技术的基本概念数控机床的工作流程数控机床的组成与分类数控机床的特点及适用范围数控技术的发展趋势主要内容长春理工大学第一章绪论ChangchunUniversityofScienceandTechnology2019/8/154主要内容自从上20世纪中叶数控技术创立以来,它给机械制造业带来了革命性的变化;数控技术已成为制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础技术,CAD/CAM,FMS(柔性制造系统)和CIMS(计算机集成制造系统)、敏捷制造和智能制造等,都建立在数控技术之上;1.1数控技术的基本概念长春理工大学第一章绪论ChangchunUniversityofScienceandTechnology2019/8/155数控技术是提高产品质量、提高劳动生产率必不可少的物质手段;是国家的战略技术,基于它的相关产业是体现国家综合国力水平的重要基础性产业;二十一世纪机械制造业的竞争,其实质是数控技术的竞争。长春理工大学第一章绪论ChangchunUniversityofScienceandTechnology2019/8/156主要内容1.什么是数控?即数字控制(NumericalControl)简称,是指利用数字化信息进行控制,其控制对象可以是各种生成过程。2.什么是机床数控技术?用数字化信息对机床运动及其加工过程进行控制的一种技术。3.什么是数控机床(NumericalControlMachineTools)数控机床是一个装有数字控制系统的机床,该系统能够处理加工程序,控制机床自动完成各种加工运动和辅助运动。4.数控机床控制的实现需求?1)几何信息描述刀具和工件间的相对运动2)用工艺信息来描述机床加工必须具备的一些工艺参数长春理工大学第一章绪论ChangchunUniversityofScienceandTechnology2019/8/157数控装置伺服系统加工程序零件图数控系统机床上述几何信息和工艺信息按一定的格式形成加工文件(即数控加工程序)存放在信息载体上(如磁盘、穿孔纸带、磁带等),然后由机床上的数控系统读入(或直接通过数控系统的键盘输人,或通过通信方式输入),通过对其译码,从而使机床动作和加工零件。数控系统实质上是完成了手工加工中操作者的部分工作。1.2数控机床的工作流程长春理工大学第一章绪论ChangchunUniversityofScienceandTechnology2019/8/158工艺处理加工图纸数学处理编程手册数控编程程序仿真输入装置加工程序毛坯或半成品数控系统数控机床程序编制成品译码、数据处理、插补、伺服驱动N5G01G41X100.0Y100.0D01F100M08;1.2数控机床的工作流程长春理工大学第一章绪论ChangchunUniversityofScienceandTechnology2019/8/1591)数控编程根据加工路线、工艺参数、刀位数据及数控系统规定的功能指令代码及程序段格式,编写数控加工程序。程序编完后,可存放在控制介质(如软盘、磁带)上。长春理工大学第一章绪论ChangchunUniversityofScienceandTechnology2019/8/15102)程序输入数控加工程序通过输入装置输入到数控系统。目前采用的输入方法主要有软驱、USB接口、RS232C接口、MDI手动输入、分布式数字控制(DirectNumericalControl,DNC)接口、网络接口等。数控系统一般有两种不同的输入工作方式:一种是边输入边加工,DNC即属于此类工作方式;另一种是一次将零件数控加工程序输入到计算机内部的存储器,加工时再由存储器一段一段地往外读出,软驱、USB接口即属于此类工作方式。长春理工大学第一章绪论ChangchunUniversityofScienceandTechnology2019/8/15113)译码数控系统按一个程序段为单位,按照一定的语法规则把数控程序解释、翻译成计算机内部能识别的数据格式,并以一定的数据格式存放在指定的内存区内。在译码的同时还完成对程序段的语法检查。一旦有错,立即给出报警信息。长春理工大学第一章绪论ChangchunUniversityofScienceandTechnology2019/8/15124)数据处理数据处理程序一般包括刀具补偿、速度计算以及辅助功能的处理程序。刀具补偿有刀具半径补偿和刀具长度补偿。刀具半径补偿的任务是根据刀具半径补偿值和零件轮廓轨迹计算出刀具中心轨迹。长春理工大学第一章绪论ChangchunUniversityofScienceandTechnology2019/8/15135)插补插补的任务就是通过插补计算程序,根据程序规定的进给速度要求,完成在轮廓起点和终点之间的中间点的坐标值计算,也即数据点的密化工作。长春理工大学第一章绪论ChangchunUniversityofScienceandTechnology2019/8/15146)伺服控制与加工伺服系统接受插补运算后的脉冲指令信号或插补周期内的位置增量信号,经放大后驱动伺服电机,带动机床的执行部件运动,从而加工出零件。长春理工大学第一章绪论ChangchunUniversityofScienceandTechnology2019/8/1515二、数控机床的工作流程数控程序编制2.程序输人3.译码4.数据处理(刀具补偿等)5.插补6.位置控制和机床加工数控装置控制机床运动完成零件加工1.程序编制长春理工大学第一章绪论ChangchunUniversityofScienceandTechnology2019/8/1516主要内容数控机床机床本体数控系统外围技术数控装置伺服驱动装置测量反馈装置工具系统编程技术管理技术MachinetoolMachineControlunitServo-driveunitFeedbackTransducer1.2数控机床的组成长春理工大学第一章绪论ChangchunUniversityofScienceandTechnology2019/8/1517机床本体-完成各种切削加工的机械部分机床本体组成--主运动部件、进给运动部件--支承件(立柱、床身等)--特殊装置--辅助装置长春理工大学第一章绪论ChangchunUniversityofScienceandTechnology2019/8/1518机床本体长春理工大学第一章绪论ChangchunUniversityofScienceandTechnology2019/8/1519主要内容数控系统(NumericalControlSystem)是一种程序控制系统,它能逻辑地处理输入到系统中的数控加工程序,控制数控机床运动并加工出零件。计算机数控系统(ComputerNumericalControl,CNC)是以计算机为核心的数控系统。长春理工大学第一章绪论ChangchunUniversityofScienceandTechnology2019/8/1520主要内容数控系统组成机床I/O电路和装置检测装置主轴驱动装置进给驱动装置主轴伺服单元进给伺服单元计算机数控装置操作面板PLC计算机数控系统机床辅助控制机构进给传动机构主运动机构输入输出装置长春理工大学第一章绪论ChangchunUniversityofScienceandTechnology2019/8/1521主要内容操作面板人机交互长春理工大学第一章绪论ChangchunUniversityofScienceandTechnology2019/8/1522主要内容数控系统组成机床I/O电路和装置检测装置主轴驱动装置进给驱动装置主轴伺服单元进给伺服单元计算机数控装置操作面板PLC计算机数控系统机床辅助控制机构进给传动机构主运动机构输入输出装置长春理工大学第一章绪论ChangchunUniversityofScienceandTechnology2019/8/1523主要内容输入输出装置可以通过多种方式获得数控加工程序:穿孔纸带MDI(ManualDataInput)方式软驱USB接口RS232C接口DNC接口长春理工大学第一章绪论ChangchunUniversityofScienceandTechnology2019/8/1524主要内容数控系统组成机床I/O电路和装置检测装置主轴驱动装置进给驱动装置主轴伺服单元进给伺服单元计算机数控装置操作面板PLC计算机数控系统机床辅助控制机构进给传动机构主运动机构输入输出装置1.2数控技术组成长春理工大学第一章绪论ChangchunUniversityofScienceandTechnology2019/8/1525主要内容•组成:计算机系统、位置控制板、PLC接口板,通讯接口板、特殊功能模块以及相应的控制软件。•作用:根据输入的零件加工程序进行相应的处理,然后输出控制命令到伺服驱动装置和PLC。CNC装置是CNC系统的核心。计算机数控装置长春理工大学第一章绪论ChangchunUniversityofScienceandTechnology2019/8/1526主要内容数控系统组成机床I/O电路和装置检测装置主轴驱动装置进给驱动装置主轴伺服单元进给伺服单元计算机数控装置操作面板PLC计算机数控系统机床辅助控制机构进给传动机构主运动机构输入输出设备长春理工大学第一章绪论ChangchunUniversityofScienceandTechnology2019/8/1527主要内容伺服系统-接受数控装置的指令,驱动机床执行机构运动的驱动部件主轴伺服单元和主轴电机进给伺服单元和进给电机测量反馈装置位置和速度测量装置。以实现进给伺服系统的闭环控制。作用保证灵敏、准确地跟踪CNC装置指令:-进给运动指令:实现零件加工的成形运动(速度和位置控制)。–主轴运动指令,实现零件加工的切削运动(速度控制)长春理工大学第一章绪论ChangchunUniversityofScienceandTechnology2019/8/1528主要内容数控系统组成机床I/O电路和装置检测装置主轴驱动装置进给驱动装置主轴伺服单元进给伺服单元计算机数控装置操作面板PLC计算机数控系统机床辅助控制机构进给传动机构主运动机构输入输出设备长春理工大学第一章绪论ChangchunUniversityofScienceandTechnology2019/8/1529主要内容PLC、机床I/O电路和装置-PLC(ProgrammableLogicController)用于完成与逻辑运算有关顺序动作的I/O控制;-机床I/O电路和装置实现I/O控制的执行部件(由继电器、电磁阀、行程开关、接触器等组成的逻辑电路);-功能接受CNC的M、S、T指令,对其进行译码并转换成对应的控制信号,控制辅助装置完成机床相应的开关动作;接受操作面板和机床侧的I/O信号,送给CNC装置,经其处理后,输出指令控制CNC系统的工作状态和机床的动作。长春理工大学第一章绪论ChangchunUniversityofScienceandTechnology2019/8/1530主要内容适应性、灵活性好精度高、质量稳定生产效率高劳动强度低、劳动条件好有利于现代化生产与管理使用、维护技术要求高1.4数控机床的特点与分类数控机床的特点:长春理工大学第一章绪论ChangchunUniversityofScienceandTechnology2019/8/1531主要内容数控机床的分类
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