数控编程课题一

1．计算机直接数控系统
所谓计算机直接数控（ 所谓计算机直接数控（Direct Numerical Control，DNC）系统，即使用 ， ）系统， 一台计算机为数台数控机床进行自动编程， 一台计算机为数台数控机床进行自动编程， 编程结果直接通过数据线输送到各台数控 机床的控制箱。 机床的控制箱。
4．辅助控制系统
辅助控制系统是介于数控装置和机床 机械、液压部件之间的强电控制装置。 机械、液压部件之间的强电控制装置。
5．机床本体
机床本体是数控机床的主体，由机床 机床本体是数控机床的主体， 的基础大件（如床身、底座） 的基础大件（如床身、底座）和各运动部 如工作台、床鞍、主轴等）所组成。 件（如工作台、床鞍、主轴等）所组成。
1.1.3 我国数控机床发展状况
1958年开始并试制成功第一台电子管数控机床。 年开始并试制成功第一台电子管数控机床。 年开始并试制成功第一台电子管数控机床 1965年开始研制晶体管数控系统，直到20世纪 年代末 年开始研制晶体管数控系统，直到 世纪 世纪60年代末 年开始研制晶体管数控系统 年代初成功。 世纪80年代开始 至70年代初成功。从20世纪 年代开始，先后从日本、 年代初成功 世纪 年代开始，先后从日本、 美国、德国等国家引进先进的数控技术。 美国、德国等国家引进先进的数控技术。如北京机床研 究所从日本FANUC公司引进 公司引进FANUC3、FANUC5、 究所从日本 公司引进 、 、 FANUC6、FANUC7系列产品的制造技术；上海机床研 、 系列产品的制造技术； 系列产品的制造技术 究所引进美国GE公司的 数控系统等。 究所引进美国 公司的MTC-1数控系统等。 公司的 数控系统等
（2）光栅
光栅就是在一块长条形的光学玻璃上 均匀地刻划很多条与运动方向垂直的条纹， 均匀地刻划很多条与运动方向垂直的条纹， 条纹之间的距离成为栅距。 条纹之间的距离成为栅距。 光栅测量装置是一种非接触式测量， 光栅测量装置是一种非接触式测量， 利用光路减少了机械误差，具有精度高， 利用光路减少了机械误差，具有精度高， 响应速度快等特点， 响应速度快等特点，因此是数控机床和数 显系统常用的检测元件。 显系统常用的检测元件。
1.2.2 数控机床的关键结构部件 1．伺服系统驱动电机
（1）步进电动机
步进电动机通常用于开环伺服系统机床。 步进电动机通常用于开环伺服系统机床。
（2）直流伺服电动机
① 小惯量直流电动机 ② 宽调速直流电动机 ③ 无刷直流电动机
（3）交流伺服电动机
近年来新型功率开关器件、 近年来新型功率开关器件、专用集成 电路和新的控制算法等的发展带动了交流 驱动电源的发展， 驱动电源的发展，使其调速性能更能适应 数控机床伺服系统的要求。 数控机床伺服系统的要求。交流速度控制 系统正逐步取代直流速度控制系统。 系统正逐步取代直流速度控制系统。
1.2 数控机床的组成与工作原理
1.2.1 数控机床的组成 1．控制介质—程序载体 ．控制介质—
数控机床工作时， 数控机床工作时，不需要操作工人 直接操纵机床， 直接操纵机床，但机床又必须执行人的 意图，这就需要在人与机床之间建立某 意图， 种联系， 种联系，这种联系的中间媒介物即称为 控制介质。 控制介质。
3．计算机集成制造系统
计算机集成制造系统（ 计算机集成制造系统（ComputerIntegrated Manufacturing System， ， CIMS），是指用最先进的计算机技术， ），是指用最先进的计算机技术 ），是指用最先进的计算机技术， 控制从定货、设计、工艺、 控制从定货、设计、工艺、制造到销售的 全过程， 全过程，以实现信息系统一体化的高效率 的柔性集成制造系统。 的柔性集成制造系统。
2．位置检测装置
检测装置是把位移和速度测量信号作 为反馈信号， 为反馈信号，并将反馈信号转换成数字送 回计算机，和脉冲指令信号相比较， 回计算机，和脉冲指令信号相比较，以控 制驱动元件正确运转。 制驱动元件正确运转。
（1）感应同步器
感应同步器是一种电磁式的高精度 位移检测元件， 位移检测元件，按其结构方式的不同可 分为直线式和旋转式两种， 分为直线式和旋转式两种，前者用于长 度测量，后者用于角度测量。 度测量，后者用于角度测量。 感应同步器的特点是：精度高， 感应同步器的特点是：精度高，工 作可靠，抗干扰性强，维护简单，寿命 作可靠，抗干扰性强，维护简单， 可测量长距离位置，成本低， 长，可测量长距离位置，成本低，易于 批量生产。 批量生产。
1.1.1 数控技术的产生
——基本概念 1、数控技术：用数字化信号对某一对象进行控制的一种 、数控技术： 数字化信号对某一对象进行控制的一种
技术。是自动控制技术，简称 。 技术。是自动控制技术，简称NC。
2、数控设备：采用了数控技术的机械设备。 、数控设备：采用了数控技术的机械设备。 3、数控系统：一种控制系统，能自动阅读程序并将其译 、数控系统：一种控制系统，
普通机床或专业化程度高的自动化机 床显然无法适应这些要求。同时， 床显然无法适应这些要求。同时，随着市 场竞争的日益加剧， 场竞争的日益加剧，企业生产也迫切需要 进一步提高其生产效率，提高产品质量及 进一步提高其生产效率， 降低生产成本。 降低生产成本。 一种新型的生产设备——数控机床就 一种新型的生产设备 数控机床就 应运而生了 。
从数控机床技术水平看，高精度、 从数控机床技术水平看，高精度、高 速度、高柔性、 速度、高柔性、多功能和高自动化是数控 机床的重要发展趋势。 机床的重要发展趋势。 数控系统都采用了16位和 位和32位微处理 数控系统都采用了 位和 位微处理 标准总线及软件模块和硬件模块结构， 器，标准总线及软件模块和硬件模块结构， 内存容量扩大到1MB以上，机床分辨率可 以上， 内存容量扩大到 以上 达0.1µm，高速进给可达 µ ，高速进给可达100m/min，控制 ， 轴数可达16个 轴数可达 个。
1.1.2 数控机床的发展
代数控机床： 年采用电子管元件 第1代数控机床：1952年～1959年采用电子管元件构成的专 代数控机床 年 年采用电子管元件构成的专 用数控装置（ ）。 用数控装置（NC）。 代数控机床： 年开始采用晶体管电路 系统。 第2代数控机床：从1959年开始采用晶体管电路的NC系统。 代数控机床 年开始采用晶体管电路的 系统 第3代数控机床：从1965年开始采用小、中规模集成电路的 代数控机床： 年开始采用小、 集成电路的 代数控机床 年开始采用小 中规模集成电路 NC系统。 系统。 系统 代数控机床： 年开始采用大规模集成电路的小型通 第4代数控机床：从1970年开始采用大规模集成电路的小型通 代数控机床 年开始采用大规模集成电路的 用电子计算机控制的系统（ 用电子计算机控制的系统（CNC）。 机控制的系统 ）。 代数控机床： 年开始采用微型计算机 第5代数控机床：从1974年开始采用微型计算机控制的系统 代数控机床 年开始采用微型计算机控制的系统 （CNC）。 ）。
数控加工编程与操作
主讲： 主讲： 钟丽珠
课题一 绪论
1.1 数控加工技术概况 1.2 数控机床的组成与工作原理 1.3 数控加工的特点及应用 数控加工的 1.4 数控机床的分类
1.1 数控加工技术概况
随着社会生产和科学技术的不断进步， 随着社会生产和科学技术的不断进步， 各类工业新产品层出不穷。 各类工业新产品层出不穷。机械制造产业 作为国民工业的基础， 作为国民工业的基础，其产品更是日趋精 密复杂，特别是在宇航、航海、 密复杂，特别是在宇航、航海、军事等领 域所需的机械零件，精度要求更高， 域所需的机械零件，精度要求更高，形状 更为复杂且往往批量较小，加工这类产品 更为复杂且往往批量较小， 需要经常改装或调整设备， 需要经常改装或调整设备，
（3）磁栅
磁栅是用电磁的方法计算磁波数目的一种 位置检测元件，磁栅测量装置由磁性标尺、 位置检测元件，磁栅测量装置由磁性标尺、读取 磁头和检测电路组成。 磁头和检测电路组成。 磁栅位置检测电路的特点是：容易制造， 磁栅位置检测电路的特点是：容易制造， 检测精度高（能达到每米± µ ）， ），安装使用方 检测精度高（能达到每米±3µm），安装使用方 对环境条件要求较低， 便，对环境条件要求较低，若磁性标尺膨胀系数 与机床一致，可在一般车间使用。 与机床一致，可在一般车间使用。由于磁头与磁 栅为有接触的相对运动，因而有磨损， 栅为有接触的相对运动，因而有磨损，使用寿命 受到一定的限制。一般使用寿命可达到5年 受到一定的限制。一般使用寿命可达到 年，涂 上保护膜后寿命则可进一步延长。 上保护膜后寿命则可进一步延长。
3．伺服系统
伺服系统由伺服驱动电动机和伺服驱 伺服系统由伺服驱动电动机和伺服驱 动装置组成 它是数控系统的执行部分。 组成， 动装置组成，它是数控系统的执行部分。 伺服系统接受数控系统的指令信息， 伺服系统接受数控系统的指令信息，并按 照指令信息的要求带动机床的移动部件运 动或使执行部分动作， 动或使执行部分动作，以加工出符合要求 的工件。 的工件。每一个脉冲使机床移动部件产生 的位移量叫做脉冲当量。 的位移量叫做脉冲当量。目前所使用的数 控系统脉冲当量通常为0.001mm/脉冲。 脉冲。 控系统脉冲当量通常为 脉冲
2பைடு நூலகம்数控系统
数控装置是一种控制系统， 数控装置是一种控制系统，是数控机 床的中心环节。 床的中心环节。它能自动阅读输入载体上 事先给定的数字，并将其译码， 事先给定的数字，并将其译码，从而使机 床进给并加工零件，数控系统通常由输入 床进给并加工零件，数控系统通常由输入 装置、控制器、运算器和输出装置4大部 装置、控制器、运算器和输出装置 大部 分组成 。
2．柔性制造系统
柔性制造系统（ 柔性制造系统（Flexible Manufacturing System，FMS）也叫做计 ， ） 算机群控自动线， 算机群控自动线，它是将一群数控机床用 自动传送系统连接起来， 自动传送系统连接起来，并置于一台计算 机的统一控制之下， 机的统一控制之下，形成一个用于制造的 整体。 整体。