数控技术操作手册

数控技术操作手册

目录

目录 (1)

第一章绪论 (3)

1 数字控制的的基本原理 (3)

1.1 数字控制的基本概念 (3)

1.2 数控机床的构成 (4)

1.3 数控机床的特点和分类 (4)

第二章数控系统的插补工作原理 (8)

1 概述 (8)

2 差补的方法与特点 (8)

2.1 逐点比较法 (8)

2.2 数字积分法 (11)

2.3 数据采样法 (11)

3 刀具的半径补偿 (11)

第三章数控机床加工程序的编写 (13)

1 编程基础 (13)

2 数控编程的方法 (14)

3 编程代码与指令格式 (15)

3.1 数控程序的指令代码 (15)

3.2 程序的结构与格式 (19)

第四章计算机数控系统（CNC系统） (21)

1 概述 (21)

1.1 CNC系统的组成 (21)

2 CNC系统的功能和一般工作过程 (21)

3 CNC系统的硬件结构 (22)

4 CNC系统的软件结构 (23)

5 CNC系统的输入、输出和通信功能 (24)

第五章数控机床的伺服驱动及控制 (27)

1 概述 (27)

2 步进电动机伺服系统 (27)

3 数控机床的位置检测装置 (28)

4 直流电动机伺服系统 (28)

5 交流电动机伺服系统 (29)

附录 (30)

第一章绪论

1数字控制的的基本原理

1.1数字控制的基本概念

数字控制（Numerical Control——NC），简称为数控，是一种自动控制技术，使用数字化信号对控制对象建议控制的一种方法。数字控制是相对于模拟控制而言的，数字控制系统种的控制信息是数字量，二模拟控制系统中的控制信息是模拟量。数字控制与模拟控制相比有许多优点，如可用不同的字长表示不同精度的信息，可对数字化信息进行逻辑运算、数学运算等复杂的信息处理工作，特别是可用软件来改变信息处理的方式或过程，而不用改动电路或机械机构，从而使机械设备具有很大的“柔性”。因此数字控制已被广泛用于机械运动的轨迹控制和机械系统的开关量控制，如机床的控制、机器人的控制等。

数字控制的对象是多种多样的，但数控机床是最早应用数控技术的控制对象，也是最典型的数控化设备。数控机床是才用了数控技术的机床，或者说是装备了数控系统的机床。数控系统是一种控制系统，它自动输入载体上实现给定的数字量，并将其译码，再进行必要的信息处理和运算后，控制机床动作和加工零件。最初的数控系统是有数字逻辑电路构成的专用硬件数控系统。随着微型计算机的发展，硬件数控系统已逐渐被淘汰，取而代之的是计算机数控系统（Computer Numerical Control）简称CNC。CNC系统是有计算机承担数控中的命令发生器和控制器的数控系统。犹豫计算机可完全有软件来确定数字信息的处理过程，从而具有真正的“柔性”，并可以处理硬件逻辑电路难以处理的复杂信息，是数字控制系统的性能大大提高。

1.2数控机床的构成

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1.3数控机床的特点和分类

1.3.1数控机床的特点

与通用机床和专用机床相比，数控机床具有以下主要特点：

（1）加工精度高，质量稳定。数控系统每输出一个脉冲，机床移动部件的位移量成为脉冲当量，数控机床的脉冲当量一般为0.001mm，高精度的数控机床可达0.0001mm，其运动分辨率远高于普通机床。

（2）能完成普通机床难以完成或根本不能加工的复杂零件加工。

（3）生产效率高。数控机床的主轴转速和进给量饭俄日比普通机床的范围大，良好的结构刚性允许数控机床采用大的切削用量，从而有效的节省了机动时间。

（4）对产品改型设计的适应性强。当别加工的零件改型设计后，在数控机床上只需变换零件的加工程序，调整刀具参数等，就能实现对改型设计后零件的加工，生产准备周期大大缩短。

（5）有利于制造技术想综合自动化方向发展。数控机床是机械加工自动化的基本设备，以数控机床为基础建立起来的FMC、FMS、CIMS等综合自动化系统使机械制造的集成化、智能化和自动化得以实现。

（6）监控功能强，具有故障诊断的能力。CNC系统不仅控制机床的运动，而且可对机床进行全面监控。

（7）减轻工人劳动强度、改善劳动条件。

1.3.2数控机床的分类

数控机床的种类繁多，根据数控机床的功能和组成的不同，可以从多种角度

对数控机床进行分类。

1、按控制轨迹分类

（1）点位控制系统它的特点是刀具相对工件的移动过程中，不进行切削加工，对定位过程中的运动轨迹没有严格要求，只要求从一坐标点到另一坐

标点的精确定位。

（2）直线控制系统这类控制系统的特点是除了控制起点与终点之间的准确位置外，而且要求刀具由一点到另一点之间的运动轨迹为一条直线，并能

控制位移的速度，应为这类数控机床的刀具在位移过程中要进行切削加

工。

（3）轮廓控制系统也称连续控制系统。其特点是能够同时对两个或两个以上的坐标轴进行连续控制。加工时不仅要控制起点和重点位置，而且要控制两点之间没一点的位置和速度，使机床加工出符合图样要求的复杂形状的

零件。它要求数控机床的辅助功能比较齐全。CNC装置一般都具有直线插

补和圆弧插补功能。

2、按伺服系统分类

（1）开环伺服系统这种控制方式不带位置测量元件。数控装置根据信息载体上的指令信号，经控制运算发出指令脉冲，使伺服驱动元件转过一定

的角度，并通过传动齿轮、滚珠丝杠螺母副，是执行机构移动或转动。

图1.2开环伺服系统工作原理图

（2）闭环伺服系统这是一种自动控制系统，其中包含功率放大和反馈，使输出变量的值响应输入变量的值。数控装置次发出指令脉冲后，当指令

值送到位置比较电路时，此时若工作台没有移动，即没有位置反馈信号

时，指令值使伺服驱动电动机转动，经过齿轮、滚珠丝杠螺母副等传动

元件带动机床工作台移动。装在机床工作台上的位置测量元件，测出工

作台的实际位移量后，反馈到数控装置的比较器中与指令信号进行比较，并用比较后的差值进行控制。若两者存在差值，经放大器放大后，再控