数控技术教学课件

§1.3 组成及控制原理
与传统机床的根本不同点 控制原理：采用数字化信息来实现自动
控制。 信息内容及其表示、信息输入与存储、
信息处理。
§1.3 组成及控制原理
数控机床的组成
计算机数控系统
机床 I/O 电路和装置
操作面板
PLC 主轴伺服单元 主轴驱动装置
键盘
输入输出 设备
计算机 数控 装置
CNC装置是CNC系统的核心
§1.3 组成及控制原理
PLC、机床I/O电路和装置
1. PLC (Programmable Logic Controller)：用于完成 与逻辑运算有关顺序动作的I/O控制，它由硬件和软 件组成
2. 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
2. 1952年，MIT和PARSONS公司研 制第一台数控机床
3. 发展：金属成型类数控机床、 自动换刀数控机床、直接数字 控制系统、柔性制造系统和计 算机集成制造系统
§1.2 发展历史及其特点
§1.2 发展历史及其特点
最适合的应用范围：单件， 小批生产
所加工零件具有的特点：
1. 用普通机床难以加工的形状 复杂的曲线、曲面零件
数控技术
提醒:
教材：廖效果等 《数控技术》 实验：张葵老师 实验楼一层数控实验室 考试：试卷+实验+作业（听课）
比例：70％：15％：15％ 时间：12周左右
第一章 数控机床概述
课程的特点、主要内容及学习方法 数控机床的发展历史及其特点 数控机床的组成及控制原理 数控机床的分类 数控技术和数控机床的现状与未来 课程要求
组成：由主运动部件、进给运动部件 （工作台、拖板以及相应的传动机构）、 支承件（立柱、床身等）以及特殊装置 （刀具自动交换系统 工件自动交换系统） 和辅助装置（如排屑装置等）
驱动器
160 XY Z A
电源
报警
方式选择
进给修调
主轴修调
机床 NC 超程 主轴
超程解除
Y
10
100
循环驱动 进给保持 冷却液开关 刀松/刀紧 X
Z1
1000
急停
空运行 机床锁定 Z 轴锁定 MST 锁定
坐标轴选择
增量倍率 10 0
90
20
任选程序段 +JOG 快进 -JOG 主轴正转 主轴停 主轴反转
§1.2 发展历史及其特点
1. 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
2. 是国家的战略技术：东芝事件、考克斯 报告
3. 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
4. 专家们预言: 二十一世纪机械制造业的
竞争，其实质是数控技术的竞争
§1.2 发展历史及其特点
数控机床的特点 1. 适应不同零件（复杂零件）的自动加工 2. 生产效率高、精度好且加工质量稳定 3. 工序集中，一机多用 4. 技术含量高
采用的方式有：
1.串行通讯（RS-232等串口）、 2.自动控制专用接口和规范（DNC方式，MAP协议等） 3.网络技术（internet，LAN等）
§1.3 组成及控制原理
CNC装置(CNC单元)
1. 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。
2. 作用：根据输入的零件加工程序进行相应的处理（如 运动轨迹处理、机床输入输出处理等），然后输出控 制命令到相应的执行部件(伺服单元、驱动装置和PLC 等)，所有这些工作是由CNC装置内硬件和软件协调配 合，合理组织，使整个系统有条不紊地进行工作的。
ME
END < > X
Y
Z
按键阵列（功能与计算 机键盘一样）和显示器
3. 它是数控机床特有部件
4. 它是一种输入输出设备
SHI :
7
8
9Hale Waihona Puke Baidu
0 ALT
FT
CR “ 4
5
6
BACK
SPACE
TAB ？ 1
2
3 INS CTR
L
电源
步进 点动
单段
手摇
30 40 50 20 10
10
关
开 自动
回零 0
160
1
§1.3 组成及控制原理
表1 控制介质和输入输出设备
控制介质
输入设备
输入设备
穿孔纸带
纸带阅读机
纸带穿孔机
磁带 磁盘
磁带机或录音机 磁盘驱动器
§1.3 组成及控制原理
通讯
现代的数控系统除采用输入输出设备进行信息交换 外，一般都具有用通讯方式进行信息交换的能力。 它们是实现CAD/CAM的集成、FMS和CIMS的基本技术。
手摇脉冲发生器
§1.3 组成及控制原理
控制介质与输入输出设备
1. 控制介质是记录零件加工程序的媒介
2. 输入输出设备是CNC系统与外部设备进行交互装 置。交互的信息通常是零件加工程序。即将编 制好的记录在控制介质上的零件加工程序输入 CNC系统或将调试好了的零件加工程序通过输出 设备存放或记录在相应的控制介质上
2. 结构复杂、要求多部位、多 工序加工的零件
3. 价格昂贵不允许报废的零件
4. 要求精密复制或准备多次改 变设计的零件
§1.2 发展历史及其特点
意义
1. 自从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
2. 现在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，现代的 CAD/CAM，FMS和CIMS、敏捷制造和智能制 造等，都是建立在数控技术之上
进给伺服单元 测量装置
进给驱动装置
机床
主进辅
运给助
动
传 动
控 制
机机机
构构构
§1.3 组成及控制原理
操作面板
1. 它是操作人员与数控装
置进行信息交流的工具
14'' 彩色
2. 组成：按钮站、状态灯、
显示器
ESC A B C
D
E RST
F GH
I
J
PgU K
LM
N
O
p
PgD P
QR
S
T
n
HO
[
] UVW
§1.1 课程特点、内容及学习方法
特点： 理论与实践相结合
主要内容：以数控技术为核心， 包括：数控编程技术、数控装置及其原
理、伺服系统及检测以及相关的内容 （传动、换刀）
学习方法：理论与实践相结合、分组学 习和研究性学习
§1.2 发展历史及其特点
数控机床的产生
1. 生产力的发展和加工制造业的 需求
3. 功能： A)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 B)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
§1.3 组成及控制原理
机床：数控机床的主体，是实现制造加 工的执行部件