《数控技术及应用》.ppt

1、1、数控技术及应用，应用专业:机械类各专业讲师:诺进化，天书师范学院工程，2，第一章数控技术概述，教学目的:了解机械数控技术的基本概念以及数控机床的工作流程。掌握数控机床的基本组成、工作原理和分类。掌握数控机床的特点和使用范围。教育重点和难点:重点:数控机床工作流程；数控机床的构成和分类方法难点:对插补概念的理解；开环、闭环和半闭环控制系统的分析与比较，第三节机械数控技术的基本概念和工作流程，(1)基本概念1数控技术，简称数控。是涵盖计算机技术、自动化控制技术、测量技术、现代机械制造技术、微电子技术、信息处理技术等多个领域的综合技术，是近年来在应用领域发展非常迅速的综合高新技术。它出现是为了适

2、应高精度、高速、复杂部件的加工，成为自动化、数字化、灵活性、信息化、集成、网络化的基础，是现代机械设备的灵魂和核心，具有广泛的应用领域和广泛的应用前景。特征:(1)优点:提高加工精度，确保加工质量的稳定性。提高生产力设备的灵活性好。减少了工人的劳动强度。具有很高的经济效益。能加工复杂的表面。(2)缺点:投资大；裴珉姬管理困难。对操作员的技术要求很高。2数控系统:一般数控系统包括输入/输出(I/O)设备、数字控制系统、驱动控制设备、电气逻辑控制执行设备等四个部分。3数控机床:是指装有数控系统的机械加工设备。4，(b) CNC机床工作流，即CNC加工程序准备-程序输入-解码-刀具补偿-插值-位置控

3、制和机器加工。图11所示。其中解码、刀补偿和f处理也称为插值预处理。图1-1数控机床的工作流，5，第二数控机床的配置和分类，(1)配置和功能:1。配置:数控机床由输入/输出设备、CNC设备、伺服系统、测量反馈设备和机床的机械零件组成。图1-2所示。图12数控机床的配置盒，6，2。功能:(1)加工程序:记录零件轮廓的关键信息，指导数控机床的操作。(2)输入/输出设备:将加工程序中的信息读取到CNC设备中。现代数控机床加工程序的输入方法:可以使用手动方法(MDI)。用于微型计算机连接的键盘是直接输入的。可以与主机通信。网络通信方式。(3)CNC设备:主要功能包括:多坐标控制(多轴联动)插值功能(如

4、直线、圆弧和其他曲线插值)程序输入、编辑和修改功能(人类对话、手动数据输入、父通信输入)，7、故障诊断功能补偿功能选择各种加工方法的功能(各种加工方法循环、重复加工、凹凸模具)，8，(4)伺服系统由伺服电动机和伺服驱动器控制单元及相关软件组成。与数字控制机床的进给运动零件一起配置进给伺服系统。(5)测量反馈装置由测量部件及其测量电路组成。常用的测量部件包括脉冲编码器、旋转器、刘涛同步器、光栅和磁栅等。(6)机器的机械零件除了主要运动系统和辅助部分(例如液压、气动、冷却和润滑部分)外，还具有备用刀具的工具库、自动工具交换装置(ATC)和自动托盘交换装置等特殊零件。9，(2)分类，1加工的运动轨迹

5、分类，(1)点控制数控机床:特征:仅与运动速度相关，与运动轨迹无关。例如:数控钻床、数控镗床、数控冲床等(2)直线控制数控机床:特点:A，点与点之间的精确位置，两个相关点之间的位移速度和路径控制。b，通常具有刀具补偿功能和主轴速度控制功能。例如:简单CNC车床和简单CNC铣床等，10，(3)连续控制CNC机床(轮廓控制CNC机床):可以控制两个或多个轴偏移，形成超出指定刀具和工件相对运动轨迹的恒定函数关系，以加工所需工件的轮廓。连续轮廓，可用于曲面加工。特征:A、插补功能(与点控制CNC机床的根本区别)B、刀具半径长度补偿、机器轴运动误差补偿、螺杆的节距误差、齿轮反向间隙误差补偿等具有刀具补偿

6、的功能C、多坐标联动功能。例如:根据CNC车床、CNC铣床、加工中心等、11，2伺服系统的控制原理分类:(1)开环控制的数控机床概念:没有位置检测装置。也就是说，控制信号的过程是单向的，因为它比较修改了没有位移的实际值反馈和命令值。线路图:如图13所示。特征:a .驱动元件是步进电动机。b .使用脉冲插值方法:逐点比较法、数字积分法；c .通常使用降速齿轮。d .价格低廉，准确度和稳定性差。图13开环控制系统原理图，12，(2)闭环控制系统:概念:原理图:图14所示。特征:a。反馈信号来自机床的最终运动零件(机床表)。b .主要测试机床工作台的位移量。c .精度高，但稳定性难以控制，价格高。图

7、14闭环控制系统原理图，13，(3)半闭环控制系统:概念:闭环系统的派生。该系统的位置测量装置安装在伺服电动机旋转轴或螺杆的末端。也就是说，反馈信号来自电动机轴或螺杆，而不是机床的最终运动零件。与闭环系统不同，检测元件安装在滚动链的旋转部分，检测与位移量相关的旋转轴的转角量，而不是工作台的实际位移量。线路图:如图15所示。图15半闭环控制系统结构，特征:a .反馈信号来自联锁链的旋转部分。b .检测电动机轴上的角度位移。c .高准确度和稳定性，价格适中。应用最普遍。14，(4)闭环与半闭环的区别:共同点:使用DC/AC伺服电动机驱动数据采样插值方法:时间划分方法，等轴测分割方法；通常不使用降速

8、齿轮。不同:精度不同:闭环的精度取决于分辨率的高低和安装误差，有三个反馈信息号码(电流、速度、位置)。位置测量装置安装部位不同。a .闭环位移测量装置安装在机床运动部件上。b .半闭环位移测量装置安装在伺服电动机的旋转轴上。控制和裴珉姬报酬不同。价格不同。按15，3加工方法分类:(1)金属切削数控机床；(2)金属成形数控机床；(3)特殊加工(例如火花切割机、火花成型机火焰切割机等)(4)其他类型的数字控制机器(例如机器人、坐标测量仪)。按16，4功能等级分类，17，3节数控机床的特点和适用范围，(1)特点:1加工零件的适用性，灵活性好。(例如复杂曲面的模具加工、螺旋桨和涡轮叶片加工)2加工精度

9、高，产品质量稳定。3灵活性好。4自动化程度高，工作效率高。5减少工人的劳动强度。6生产管理水平提高。(b)复盖部件复杂、产品变更频繁、批量小、加工复杂等，18、本章摘要，1基本概念:数控技术、数控系统和数控机床；2数控机床的基本部件；3数控机床分类:(1)按加工轨迹:点控制数控机床；线性控制的数控机床；数控机床的连续控制(调剖数控机床)；(2)根据伺服系统的控制原理:开环控制数控机床；闭环控制数控机床；半闭环控制数控机床；(3)根据加工方法分类:金属切割类；金属成型类；特殊加工和其他类型。(4)按功能水平:高、中、低3段4数控机床的特性和使用范围。第19，2章编号控制加工编程基础，培训目的:了

10、解编号控制编程的步骤。掌握零件加工程序的结构。了解数控机床的坐标系。4掌握常用的g，m指令编程方法。5掌握数控编程过程处理原则。6理解编程中的数学处理方法。教育的重点和难点:重点:1 .数控编程阶段；零件加工程序的结构；数控机床坐标系的分类和区别；常用的g、m命令编程方法；5.数控编程过程处理原则；困难:1 .机器坐标系与工件坐标系的区别；圆弧插补，反向判断；3.使用刀具位置偏移补偿命令。20，第一节概述，1，CNC编程的基本概念1，CNC加工:指示在CNC机床上执行零件加工的工艺方法。2.数控编程:从零件图分析到获得正确的数控加工程序载体为止的全过程。3.手动编程:指用手动完成程序编制的所有

11、任务(包括作为计算机辅助的数值计算)。4.自动编程:大部分或全部编程工作由计算机完成。又称计算机辅助编程。第二，数控编程的内容和步骤内容:零件图分析、加工工艺决策、数值计算、零件加工程序编写、控制介质制作、程序校验和测试切割等。程序设计阶段(步骤5)如图2-1所示。具体过程如下:图2-1数控编程阶段，21，1。分析零件图面以确定制程程序。主要包括(1)投影、外观、尺寸和技术要求(精度、表面粗糙度)。(2)位置基准和固定方法:使设计基准和位置基准相符，以减少错误。(3)加工路径和加工方法:a .前后孔；b .先粗精细。c .长椅段宜恩后的其他。附注:刀具中心:尽可能用刀具加工所有可加工的部分，以

12、减少刀具交换次数。尽量夹紧一次，完成全部收尾工作。(4)选择刀具、刀柄类型和规格。附注:每个刀具使用不同的刀把。(5)切削量(s，f，t)的合理选择。(结合体验式手册)，22，(6)列出工艺路线和刀具卡:2。数值计算:(1)基准点计算:基准点:吴宣仪交点、直线与弧的交点或切点、弧与弧之间的交点或切点等每个几何元素之间的连接点，对于具有刀具位置补偿功能的数控系统，编程时只需编程工件轮廓轨迹上每个点的坐标。刀具的中心轨迹在进给运动中自动保留工件轮廓和预设位移值，以加工符合阵列规定的几何。对于没有刀具位置补偿功能的数控系统，要基于工件轮廓轨迹计算刀具中心运动轨迹坐标:23，(2)节点计算:节点:如果切割平面轮廓是非圆形曲线(例如渐开线、阿基米德线)，则表示将非圆形曲线分割为多个小段(取决于等距或弧长)，然后用直线或圆弧接近这些小曲线。在这种情况下，逼近直线或圆弧段和曲线的交点或切点称为节点。注意:节点计算很复杂，经常使用自动编程方法。(3)辅助