数控技术与数控机床的基本概念

.,1.1数控技术与数控机床的基本概念,姓名：王智博学号：1808020101,.,目录,一、数控机床和机床数控技术二、机床数控基本原理,.,一、数控技术和机床数控技术,1.基本概念数字控制(NumericalControl,NC)，数字化信息实现电气传动件控制的一种方法，是近现代发展起来的一种自动控制技术。数字程序控制系统（NumericalControlSystems，NCS），是指用代表加工顺序、加工方式和加工参数的数字码作为控制指令的数字控制系统。,.,它由程序输入、输出设备、计算机数字控制装置、可编程控制器、主轴进给及驱动装置等组成。,数字控制系统的组成,.,数字控制系统的控制过程可分为三部：1.实时采集数据。对被控对象的被控参数进行实时检测，同时传送给计算机进行处理。2.实时决策。对采集到的被控参数的状态量进行分析，并按照某种控制算法计算出控制量，决定下一步的控制过程。3.实时控制。根据决策实时地向执行器发出控制信号。,.,数字控制系统的主要作用如下：1.信息处理。对于复杂控制系统，输入信号和根据控制算法要求对误差进行计算时的计算量很大，采用模拟解算装置达不到所需精度，需要计算机处理。2.实时控制。计算机控制系统是通过软件程序来实现系统控制的，并不断地对系统进行校正以达到所需的动态特性。3.复杂计算。计算机具有快速实现复杂计算的功能，因而可以实现系统的最优控制、自适应控制等高级控制功能和多功能计算调节。,.,2数控机床定义：应用数控技术或装有数控系统的机床简称为数控机床。,.,数控机床在机床控制中的广泛应用，形成了数控技术的发展的主流-机床数控技术和机床数控系统。机床数控系统能够逻辑的处理使用号码或者气体符号编码指令规定的程序，能够自动完成机床加工信息的输入、译码、运算，从而控制机床的运动和加工过程。,.,数控机床与传统机床相比，具有以下一些特点：,.,.,数控机床的工作原理是：根据被加工零件图样进行工艺分析，编写加工程序，将加工程序输入数控装置中完成轨迹插补运算，控制机床执行机构的运动轨迹，加工出符合零件图要求的工件。,二、机床数控基本原理,.,数控加工过程：,.,数控车床工件,数控铣床工件,五轴数控加工工件,.,插补计算一般的数控系统均能根据被加工工件的轮廓形状信息(如直线的始点和终点坐标、圆弧的始点和终点坐标及半径等)自动计算确定各坐标轴应移动的最小单位个数和动点坐标(称为插补计算)，并对各坐标轴进行脉冲分配(脉冲个数和运动控制信息的顺序分配)，通过伺服系统控制各坐标轴按要求的规律运动。,.,数控系统所具备的自动插补能力的大小关系到数控机床的加工能力，自动插补能力越强,工件在机床上的数控成形方法越简单,加工复杂型面工件的能力越强，加工前期编程计算准备工作量越小。,无论是数控系统的自动插补计算，还是利用直线、圆弧或高次函数来逼近曲线加工时的各节点坐标确定，实际上都是在被加工轨迹曲线上的已知点之间进行数据密化工作，这种坐标点“密化计算”统称为插补。,.,直线插补,螺旋线插补,圆弧插补,抛物线插补,插补分类：（1）根据数学模型分类,.,插补,脉冲增量插补算法,数据采样插补算法,（2）根据插补算法形式：,1.数字脉冲乘法器插补法2.逐点比较法3.数字积分法4.矢量判别法5.比较积分法6.最小偏差法,1.直接函数法2.扩展数字积分法等,.,直线差补,圆弧差补,根据给定的信息进行数字计算，在计算过程中不断向各个坐标发出相互协调的进给脉冲，使被控机械部件按指定的路线移动，对于任意曲线，一般可以利用数控系统直线插补和圆弧插补功能进行近似加工。,.,利用直线插补功能加工曲线加工时，只要事先确定各节点坐标并输人数控系统,系统利用其直线插补功能就可自动完成该曲线轮廓的(直线逼近)加工。,当被加工轮廓曲线精度要求较高时，则可利用圆弧插补