《数控技术及应用》课件 (7)
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数控技术及应用PPT课件
数控技术及应用
主编 林其骏 副主编赵仲生 机械工业出版社
.
1
第一章 绪论
第一节数控技术的产生和特点
.
2
1 数控技术的产生
上世纪40年代以来，生产力迅速发 展，人们要加工的零件越来越多，零 件形状也越来越复杂，原来用自动专 用机床和仿形机床去满足要求现在显 得力不从心。因此：
灵活、通用、高精度、高效率的“柔 性”自动化生产技术-------数控技术 应运而生。
分 机床的机械部分 用于完成各种切削加工。
.
9
作业 2.15
.
10
.
11
.
12
.
13
.
14
.
15
谢谢观看！
工件的加工。 （4）减轻操作人员的劳动强度。 （5）具有较高的经济效益。 （6）能加工较复杂的零件。
.
7
缺点：
（1）对操作人员的技术水平较高。 （2）起始阶段的投资较大。 （3）增加了电子设备的维护。
3.计算机数控
Computer Numerical Control
简称CNC
计算机数控的优点：柔性好、功能强、
可靠性高、易于实现机电一体化、经济
性好。
.
8
第二节 数控机床的组成和作用
数 程序载体 将工件加工程序以一定的格式和代码
控
存储在一种载体上。（穿孔纸带。软磁盘等）
机 输入装置 将程序载体内有关加工的信息读入
床
CNC 装置中。
的 CNC装置
组
成 伺服系统 根据控制系统的指令驱动机床，使刀
部
具和零件执行数控代码规定的运动
此，数控技术在世界各地得到了迅速的发
展。
主编 林其骏 副主编赵仲生 机械工业出版社
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1
第一章 绪论
第一节数控技术的产生和特点
.
2
1 数控技术的产生
上世纪40年代以来，生产力迅速发 展，人们要加工的零件越来越多，零 件形状也越来越复杂，原来用自动专 用机床和仿形机床去满足要求现在显 得力不从心。因此：
灵活、通用、高精度、高效率的“柔 性”自动化生产技术-------数控技术 应运而生。
分 机床的机械部分 用于完成各种切削加工。
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9
作业 2.15
.
10
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11
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12
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13
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14
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谢谢观看！
工件的加工。 （4）减轻操作人员的劳动强度。 （5）具有较高的经济效益。 （6）能加工较复杂的零件。
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7
缺点：
（1）对操作人员的技术水平较高。 （2）起始阶段的投资较大。 （3）增加了电子设备的维护。
3.计算机数控
Computer Numerical Control
简称CNC
计算机数控的优点：柔性好、功能强、
可靠性高、易于实现机电一体化、经济
性好。
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8
第二节 数控机床的组成和作用
数 程序载体 将工件加工程序以一定的格式和代码
控
存储在一种载体上。（穿孔纸带。软磁盘等）
机 输入装置 将程序载体内有关加工的信息读入
床
CNC 装置中。
的 CNC装置
组
成 伺服系统 根据控制系统的指令驱动机床，使刀
部
具和零件执行数控代码规定的运动
此，数控技术在世界各地得到了迅速的发
展。
数控技术及应用课件
项目2 数控机床的典型结构
任务二 数控机床的总体布局 数控车床常用布局形式
平床身
斜床身
平床身斜滑板
立床身
项目2 数控机床的典型结构
项目2 数控机床的典型结构
项目2 数控机床的典型结构
项目2 数控机床的典型结构
数控镗铣床及加工中心常用布局形式
✓ 卧式数控镗铣床（加工中心）常用布局形式
项目2 数控机床的典型结构
项目2 数控机床的典型结构
刀具的选择
1. 顺序选择
将刀具按加工工序的顺序，依次放入刀库的每一个刀座内。每次换刀时， 刀库按顺序转动一个刀座的位置，并取出所需要的刀具。
优点：①刀库的控制与驱动简单；②无需刀具识别装置；③维护简单。 缺点： ①当加工零件改变后，刀库中的刀具顺序需按照新零件的工艺顺序重新排列 ，降低了系统的柔性； ②当工艺过程中有些工步所用的刀具相同时，也不允许重复使用同一把刀， 必须按加工顺序排列几把相同的刀具，增加了刀具数量和刀库储存量； ③操作人员必须在加工前仔细检查刀具的排列顺序，否则会造成严重事故。
方式：刀具编码选择、刀座编码选择。
项目2 数控机床的典型结构
➢ 刀具编码方式
采用一种特殊的刀柄结构，对每把刀具进行编码。 此方式对每把经组装刀具都进行二进制编码，并设法把此编 码信息 的载体以某种方式固定在刀具上，由于各种刀具几何形 状和尺寸不同，而刀具的夹头则相同，为便于识别，一般都把 代码信息载体固定在组装刀具的夹头上。此方式的刀具可随机 存放在任一刀座内，但刀具夹头必须专门设计和制造。
项目2 数控机床的典型结构
数控机床机械结构组成
主传动系统：实现主运动； 进给系统：实现进给运动； 机床基础部件：床身、底座、立柱等，支撑机床本体； 辅助装置：液压、气动、润滑、冷却、防护、排屑等装置，
机床数控技术及应用PPT课件
CC ＋+ XX
(a)
(c)卧式镗铣床；
(b)
(d)六轴加工中心
第15页/共27页
2.1.2 数控机床的坐标轴和运动方向
• 6.附加坐标 • X，Y，Z称为主坐标系(或第一坐标系)，除第一坐标系以外平行于主坐标轴的 其他坐标系则称附加坐标系，可命名为U，V，W铀。称为第二坐标系(参见图 2.1.3)再增加的第三坐标系可用P，Q，R表示。同样A，B，C以外的旋转轴可 命名为D或E等。
第4页/共27页
2.1.1穿孔纸带及代码
• 当穿孔带上出现程序段的结束代码(通常是NL 或IF)时，制动电磁铁5吸合，启动电磁铁6 复位，将穿孔带压向制动柱3，实现穿孔带的 快速制动。该传动方式避免了电机启动和停 止的惯性影内，使穿孔带既能快速启动又能 准确停止。由于穿孔带每一行的孔表示一个 代码，要求在同一瞬间将一行代码同时读入。 为了避免误读．采用了一个直径比代码孔径 略小的同步孔发出“读入”信号，因而即使 穿孔带以很高的速度通过光敏元件．也不致 造成误读。
第1页/共27页
2.1.1穿孔纸带及代码
• 数控机床数控装置的类型不同．所使用的信息载体或控制介质也不一样，功能较强 的数控装置还具有与计算机通讯、联网的功能。目前，一些大、中型数控机床仍采 用穿孔纸带输入，它的好处是不受电磁干扰的影响，没有漏磁问题，所以可长期重 复使用。
• 标准纸带有5单位(5列孔，宽17．5mm)和8单位(8列孔，宽25．4mm)两种。5单 位所能记录的信息较少，用于线切割、简易数控以及点位控制等功能较少的数控机 床。8单位孔带广泛用于车、铣、加工中心等多功能数控机床。
2.1.1穿孔纸带及代码
• 光电阅读机(图1—3)曾经在程序输人中发挥过重要 作用，它用红外光敏元件识别穿孔带上每排孔的代 码，将孔的排列图案转换为电信号送入数控装置。 它具有较高的阅读速度和抗干扰性。
(a)
(c)卧式镗铣床；
(b)
(d)六轴加工中心
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2.1.2 数控机床的坐标轴和运动方向
• 6.附加坐标 • X，Y，Z称为主坐标系(或第一坐标系)，除第一坐标系以外平行于主坐标轴的 其他坐标系则称附加坐标系，可命名为U，V，W铀。称为第二坐标系(参见图 2.1.3)再增加的第三坐标系可用P，Q，R表示。同样A，B，C以外的旋转轴可 命名为D或E等。
第4页/共27页
2.1.1穿孔纸带及代码
• 当穿孔带上出现程序段的结束代码(通常是NL 或IF)时，制动电磁铁5吸合，启动电磁铁6 复位，将穿孔带压向制动柱3，实现穿孔带的 快速制动。该传动方式避免了电机启动和停 止的惯性影内，使穿孔带既能快速启动又能 准确停止。由于穿孔带每一行的孔表示一个 代码，要求在同一瞬间将一行代码同时读入。 为了避免误读．采用了一个直径比代码孔径 略小的同步孔发出“读入”信号，因而即使 穿孔带以很高的速度通过光敏元件．也不致 造成误读。
第1页/共27页
2.1.1穿孔纸带及代码
• 数控机床数控装置的类型不同．所使用的信息载体或控制介质也不一样，功能较强 的数控装置还具有与计算机通讯、联网的功能。目前，一些大、中型数控机床仍采 用穿孔纸带输入，它的好处是不受电磁干扰的影响，没有漏磁问题，所以可长期重 复使用。
• 标准纸带有5单位(5列孔，宽17．5mm)和8单位(8列孔，宽25．4mm)两种。5单 位所能记录的信息较少，用于线切割、简易数控以及点位控制等功能较少的数控机 床。8单位孔带广泛用于车、铣、加工中心等多功能数控机床。
2.1.1穿孔纸带及代码
• 光电阅读机(图1—3)曾经在程序输人中发挥过重要 作用，它用红外光敏元件识别穿孔带上每排孔的代 码，将孔的排列图案转换为电信号送入数控装置。 它具有较高的阅读速度和抗干扰性。
机床数控技术及应用73
n 所谓可能性，就是在现有的生产手段、投资决策、工艺条件、元器 件来源等条件下，数控系统可能达到的可靠性指标。目前，根据机 械加工的特点及具体要求，对于一般用途的数控系统，
n 平均故障间隔时间 MTBF〉=3000h
n 可利用率
A＞0.95
n 对于特殊要求，或用于柔性制造系统和计算机集成制造系统的数控 系统，其可靠性要求要高得多。
7.4.4 故障诊断的方法
n 1．概述 n 所谓故障诊断，就是确认故障原因和部位。通过故障诊断程序 的运行，就能在系统运行之前及时发现和排除故障，又能在发 现故障以后准确定位故障。 n 早期的故障诊断主要是考核系统的功能，如果检查出错误， 并不能定位故障点，仍需维修人员凭经验和电路基本理论 判断。 n 随着人工智能专家系统在数控技术领域的应用，故障诊断 又进入了才崭新的阶段。
n 自诊断系统的设计思想是，向被诊断的部件或装置写入一串称为 测试码的数据，观测相应的输出数据（称为校验码)。通过对观测 结果的分析，根据事先已知的测试码、校验码和故障的对应关系 确定故障。为了使故障诊断具有良好的诊断性能(即诊断时间短、 诊断准确度高、诊断分辨能力强)，选择测试码、确定校验码与故 障之间的对应关系、研究实行诊断的方法等是故障诊断的关键技 术。
n 另一类是国内的数控系统，其MTBF可能很小，但可维护性却 比国外系统好得多，从而可利用率也相当高。
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机床数控技术及应用73
7.4.1 系统可靠性及故障的基本概念
n 另外，在评价国内数控系统时必须要有合理的指标，应当结合必要性和 可能性进行评价。
n 所谓必要性，是指使用者根据生产需要对数控系统提出的可靠性要 求，数控系统必须达到此要求才有使用价值。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
数控技术及应用清华版绪论课件
3
1.1.2 数控技术旳特点
数控机床是采用数控技术旳机械设备中最具有代表性旳一种。 从数控机床具有旳许多优点中，能够看出数控技术旳特点，例 如： 提升了加工精度和同一批工件尺寸旳反复精度，确保了加工质量旳稳
定性。
具有较高旳生产效率。与一般机床相比，生产效率大致可提升2~3倍。 增长了设备旳柔性，能够适应不同品种、规格和尺寸以及不同批量旳
2
1.1.1 数控技术旳产生
1952年，MIT研制成功了三坐标数控系统，并在Cincinnate铣 床上装备了这种控制系统。它采用预制穿孔带作为信息载体， 能够控制多种机床。
我国从1958年开始研制数控机床。到20世纪70年代末共生产了 4108台数控机床，其中86%是数控线切割机床；到20世纪80年 代，伴随我国实施改革开放政策，引进了日本、美国等先进旳 数控技术，开始批量生产数控系统和伺服系统，使我国数控机 床在质量和数量上有了很大旳提升。
19
1.5.2 先进制造技术简介
1. 计算机直接数控系统(DNC) 计算机直接数控系统(DNC)就是使用一台通用计算机直接
控制和管理一群数控机床进行零件加工或装配旳系统，也 称计算机群控系统。
2. 柔性制造系统(FMS) 柔性制造技术旳发展，已经形成了在自动化程度和规模上
不同旳多种层次和级别旳柔性制造系统。带有自动换刀装 置(Automatic Tool Changer，ATC)旳数控加工中心，是柔 性制造旳硬件基础，是制造系统旳基本级别。
工件加工。
操作人员旳劳动强度大为减轻。 具有较高旳经济效益。这是因为数控机床能一机多用，替代多台一般
机床，降低了工序间工件旳运送时间，节省厂房面积，降低工夹具数 量和投资。
能加工一般机床所不能加工旳复杂型面。 可向更高级旳制造系统发展。
1.1.2 数控技术旳特点
数控机床是采用数控技术旳机械设备中最具有代表性旳一种。 从数控机床具有旳许多优点中，能够看出数控技术旳特点，例 如： 提升了加工精度和同一批工件尺寸旳反复精度，确保了加工质量旳稳
定性。
具有较高旳生产效率。与一般机床相比，生产效率大致可提升2~3倍。 增长了设备旳柔性，能够适应不同品种、规格和尺寸以及不同批量旳
2
1.1.1 数控技术旳产生
1952年，MIT研制成功了三坐标数控系统，并在Cincinnate铣 床上装备了这种控制系统。它采用预制穿孔带作为信息载体， 能够控制多种机床。
我国从1958年开始研制数控机床。到20世纪70年代末共生产了 4108台数控机床，其中86%是数控线切割机床；到20世纪80年 代，伴随我国实施改革开放政策，引进了日本、美国等先进旳 数控技术，开始批量生产数控系统和伺服系统，使我国数控机 床在质量和数量上有了很大旳提升。
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1.5.2 先进制造技术简介
1. 计算机直接数控系统(DNC) 计算机直接数控系统(DNC)就是使用一台通用计算机直接
控制和管理一群数控机床进行零件加工或装配旳系统，也 称计算机群控系统。
2. 柔性制造系统(FMS) 柔性制造技术旳发展，已经形成了在自动化程度和规模上
不同旳多种层次和级别旳柔性制造系统。带有自动换刀装 置(Automatic Tool Changer，ATC)旳数控加工中心，是柔 性制造旳硬件基础，是制造系统旳基本级别。
工件加工。
操作人员旳劳动强度大为减轻。 具有较高旳经济效益。这是因为数控机床能一机多用，替代多台一般
机床，降低了工序间工件旳运送时间，节省厂房面积，降低工夹具数 量和投资。
能加工一般机床所不能加工旳复杂型面。 可向更高级旳制造系统发展。
数控技术及应用 (7)
图为用于“卡盘”、“套筒”、“中心架”操作键。当按下 其中任一键时，其上方的指示灯点亮，表示可用脚踏开关对卡 盘、尾架或中心架进行操作。
第6章数控机床机械配置与电气配置
• 图6–70为用于“卡盘”、“套筒”、“中心架”操 作键。当按下其中任一键时，其上方的指示灯点亮 ，表示可用脚踏开关对卡盘、尾架或中心架进行操 作。
MDI面板的程序画面可建立最多l0行程序，它与普通程序 的格式一样，通常这种方式用于简单的测试操作。
第6章数控机床机械配置与电气配置
6.4 数控机床的操作面板
6.4.3 工作方式选择
4、编辑方式（EDIT)
编辑方式，包括插入、修改、删除和字的替换。编 辑还包括删除整个程序和自动插入顺序号。
5、 DNC 运行方式（RMT) DNC 运行方式(RMT)期间，由于是自动运行可以通过
若执行M07（已配高速冷却机床）或M08指令，冷却液打开。当 需暂时关断冷却液时，按一次 “冷却”键即可，此时灯灭。 若再次按下时，灯亮，冷却液再次打开。在程序中需将冷却液 关断，执行指令M09或复位即可。
第6章数控机床机械配置与电气配置
6.4 数控机床的操作面板
6.4.6 机床辅助功能控制
4、夹紧/松开控制
6、辅助功能锁住（AFL）方式 在辅助功能锁住情况下,即使在辅助功能锁住状态下,M00、
M01、M02、M30、M98、M99 和不能锁住的M代码 ，M198 (子程序调用功能)指令也被执行。
第6章数控机床机械配置与电气配置
6.4 数控机床的操作面板
6.4.6 机床辅助功能控制
1、主轴控制 A、主轴正转，按下 键主轴开始正转，指示灯亮，此按钮 只在手动状态下起作用。若主轴正在逆时针旋转，则必须先按 住“主轴停止按钮”使主轴停止，再改变主轴旋转方向。主轴 的转速由手动数据输入或程序指令决定。 B、主轴反转，按下 键主轴开始反转，指示灯亮。此按钮 只在手动状态下起作用。若主轴正在顺时针旋转，则必须先按 住“主轴停止按钮”使主轴停止，再按主轴反转按钮，改变主 轴旋转方向。主轴的转速由手动数据输入或程序指令决定。 C、主轴停止，按下 键主轴立即停止转动。
第6章数控机床机械配置与电气配置
• 图6–70为用于“卡盘”、“套筒”、“中心架”操 作键。当按下其中任一键时，其上方的指示灯点亮 ，表示可用脚踏开关对卡盘、尾架或中心架进行操 作。
MDI面板的程序画面可建立最多l0行程序，它与普通程序 的格式一样，通常这种方式用于简单的测试操作。
第6章数控机床机械配置与电气配置
6.4 数控机床的操作面板
6.4.3 工作方式选择
4、编辑方式（EDIT)
编辑方式，包括插入、修改、删除和字的替换。编 辑还包括删除整个程序和自动插入顺序号。
5、 DNC 运行方式（RMT) DNC 运行方式(RMT)期间，由于是自动运行可以通过
若执行M07（已配高速冷却机床）或M08指令，冷却液打开。当 需暂时关断冷却液时，按一次 “冷却”键即可，此时灯灭。 若再次按下时，灯亮，冷却液再次打开。在程序中需将冷却液 关断，执行指令M09或复位即可。
第6章数控机床机械配置与电气配置
6.4 数控机床的操作面板
6.4.6 机床辅助功能控制
4、夹紧/松开控制
6、辅助功能锁住（AFL）方式 在辅助功能锁住情况下,即使在辅助功能锁住状态下,M00、
M01、M02、M30、M98、M99 和不能锁住的M代码 ，M198 (子程序调用功能)指令也被执行。
第6章数控机床机械配置与电气配置
6.4 数控机床的操作面板
6.4.6 机床辅助功能控制
1、主轴控制 A、主轴正转，按下 键主轴开始正转，指示灯亮，此按钮 只在手动状态下起作用。若主轴正在逆时针旋转，则必须先按 住“主轴停止按钮”使主轴停止，再改变主轴旋转方向。主轴 的转速由手动数据输入或程序指令决定。 B、主轴反转，按下 键主轴开始反转，指示灯亮。此按钮 只在手动状态下起作用。若主轴正在顺时针旋转，则必须先按 住“主轴停止按钮”使主轴停止，再按主轴反转按钮，改变主 轴旋转方向。主轴的转速由手动数据输入或程序指令决定。 C、主轴停止，按下 键主轴立即停止转动。
数控技术及其应用(第2版)PPT全套课件
（2）中档数控机床
其技术指标常为：脉冲当量0.005～0.001 mm，快进速度15～24 m/min，伺 服系统为半闭环直流或交流伺服系统，有较齐全的CRT显示，可以显示字符 和图形，人机对话，自诊断等，主CPU一般为16位或32位。
（3）高档数控机床
其技术指标常为：脉冲当量0.001～0.0001 mm，快进速度15～100 m/min， 伺服系统为闭环的直流或交流伺服系统，CRT显示除具备中档的功能外，还 具有三维图形显示等，主CPU一般为32位或64位。
1.4 数控机床和数控系统的发展
1．高速、高精度化 2．开放式 3．智能化
（1）在数控系统中引进自适应控制技术 （2）设置故障自诊断功能 （3）具有人机对话自动编程功能 （4）应用图像识别和声控技术
4．复合化 5．高可靠性 6．多种插补功能
7．友好的人机界面 （1）现代数控机床具有丰富的显示功能。 （2）丰富的编程功能。 （3）方便的操作。 （4）多种方便编程的固定循环。 （5）系统具有多种管理功能 （6）PLC程序编制方法的增加。 （7）帮助功能。
目前，选用数控设备主要考虑3种因素：即单件、中小批量 的生产；形状比较复杂，精度要求高的加工；产品更新频繁， 生产周期要求短的加工。
A 图纸
C
D
E
B
F
控制
伺服
数控
计算机
机构
设备
数控设备的一般形式
1.1.2 数控机床及其加工原理
数字控制机床（Numerical Control Machine Tools） 简称数控机床，这是一种将数字计算技术应用于机床的控 制技术。它把机械加工过程中的各种控制信息用代码化的 数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数 控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图样要求 的形状和尺寸自动地将零件加工出来。
其技术指标常为：脉冲当量0.005～0.001 mm，快进速度15～24 m/min，伺 服系统为半闭环直流或交流伺服系统，有较齐全的CRT显示，可以显示字符 和图形，人机对话，自诊断等，主CPU一般为16位或32位。
（3）高档数控机床
其技术指标常为：脉冲当量0.001～0.0001 mm，快进速度15～100 m/min， 伺服系统为闭环的直流或交流伺服系统，CRT显示除具备中档的功能外，还 具有三维图形显示等，主CPU一般为32位或64位。
1.4 数控机床和数控系统的发展
1．高速、高精度化 2．开放式 3．智能化
（1）在数控系统中引进自适应控制技术 （2）设置故障自诊断功能 （3）具有人机对话自动编程功能 （4）应用图像识别和声控技术
4．复合化 5．高可靠性 6．多种插补功能
7．友好的人机界面 （1）现代数控机床具有丰富的显示功能。 （2）丰富的编程功能。 （3）方便的操作。 （4）多种方便编程的固定循环。 （5）系统具有多种管理功能 （6）PLC程序编制方法的增加。 （7）帮助功能。
目前，选用数控设备主要考虑3种因素：即单件、中小批量 的生产；形状比较复杂，精度要求高的加工；产品更新频繁， 生产周期要求短的加工。
A 图纸
C
D
E
B
F
控制
伺服
数控
计算机
机构
设备
数控设备的一般形式
1.1.2 数控机床及其加工原理
数字控制机床（Numerical Control Machine Tools） 简称数控机床，这是一种将数字计算技术应用于机床的控 制技术。它把机械加工过程中的各种控制信息用代码化的 数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数 控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图样要求 的形状和尺寸自动地将零件加工出来。
《数控技术及应用》 (7)
早期数控系统为硬件数控（Hard NC），由电子管和继电 器等硬件构成具有计算能力的专用控制器。
计算机数控（Computerized numerical control，CNC） 系统是在Hard NC基础上发展起来的，由硬件和软件两部 分组成，是根据计算机存储器中存储的控制程序，执行部 分或全部数值控制功能，并配有接口电路和伺服驱动装置， 用于控制加工设备的专用计算机系统。
结构
第7章 概述
7.2 计算机数控（CNC）装置
7.2.1 CNC装置的硬件结构
3. 模块化结构
模块化全功能铣床CNC系统框图
第7章 概述
7.2 计算机数控（CNC）装置
7.2.1 CNC装置的硬件结构
4. 开放式结构 CNC系统按其开放程度可分成以下几种 “PC嵌入NC”的开放式结构 “NC嵌入PC”的开放式结构 软件型的开放式结构 以工业PC机为基础的开放式数控系统 CNC系统的开放 用户操作界面的开放 CNC内核的深层次开放
7.2 计算机数控（CNC）装置
7.2.1 CNC装置的硬件结构 7.2.2 CNC装置的软件结构 7.2.3 CNC 装置的可编程控制器 7.2.4 典型数控系统简介
7.1 基本知识
7.1.1 基本概念
数控（Numerical Control，NC）系统是一种程序控制系 统，能逻辑地处理输入到系统中的数控加工程序，控制数 控机床运动并加工出零件。
中断型软件结构
第7章 概述
7.2 计算机数控（CNC）装置
7.2.2 CNC装置的软件结构
4. CNC系统的软件结构特点 （3）开放式数控系统软件结构 （4）嵌入式数控系统软件体系结构
嵌入式数控系统软件结构
第7章 概述
计算机数控（Computerized numerical control，CNC） 系统是在Hard NC基础上发展起来的，由硬件和软件两部 分组成，是根据计算机存储器中存储的控制程序，执行部 分或全部数值控制功能，并配有接口电路和伺服驱动装置， 用于控制加工设备的专用计算机系统。
结构
第7章 概述
7.2 计算机数控（CNC）装置
7.2.1 CNC装置的硬件结构
3. 模块化结构
模块化全功能铣床CNC系统框图
第7章 概述
7.2 计算机数控（CNC）装置
7.2.1 CNC装置的硬件结构
4. 开放式结构 CNC系统按其开放程度可分成以下几种 “PC嵌入NC”的开放式结构 “NC嵌入PC”的开放式结构 软件型的开放式结构 以工业PC机为基础的开放式数控系统 CNC系统的开放 用户操作界面的开放 CNC内核的深层次开放
7.2 计算机数控（CNC）装置
7.2.1 CNC装置的硬件结构 7.2.2 CNC装置的软件结构 7.2.3 CNC 装置的可编程控制器 7.2.4 典型数控系统简介
7.1 基本知识
7.1.1 基本概念
数控（Numerical Control，NC）系统是一种程序控制系 统，能逻辑地处理输入到系统中的数控加工程序，控制数 控机床运动并加工出零件。
中断型软件结构
第7章 概述
7.2 计算机数控（CNC）装置
7.2.2 CNC装置的软件结构
4. CNC系统的软件结构特点 （3）开放式数控系统软件结构 （4）嵌入式数控系统软件体系结构
嵌入式数控系统软件结构
第7章 概述
数控技术及应用课件
3. 采用单台高性能微型计算机方
案。
二、基准脉冲插补
(一) 逐点比较法
加工图3-1所示圆弧AB，如果刀具在起始点 A，假设让刀具先从A点沿－Y方向走一步，刀具处在圆内 1点。为使刀具逼近圆弧，同时又向终点移动，需沿＋X 方向走一步，刀具到达2点，仍位于圆弧内，需再沿＋X 方向走一步，到达圆弧外3点，然后再沿－Y方向走一步， 如此继续移动，走到终点。
3. CNC装置 CNC装置由硬件和软件组成。 硬件主要由微处理器、存储器、位置控制、输入/输 出接口、可编程控制器、图形控制、电源等模块组成。 软件由管理软件和控制软件组成。管理软件系指零 件加工程序的输入输出、系统的显示功能和诊断功能。控 制软件则包括译码处理、刀具补偿、插补运算、位置控制 和速度控制。
第一章 数控加工技术基础
数控车床及其坐标系统
数控铣床及其坐标系统 FANUC 系列 150i B型数控装置
数控设备按伺服系统的分类
按伺服系统的类型分类
1． 开环控制数控机床
开环数控系统的结构图
2、闭环控制数控机床
闭环数控系统的结构图
3． 半闭环控制数控机床
半闭环数控系统结构图
第二章 数控机床各组成部 分的结构及其控制原理
数控技术及应用
(初定稿）
主讲 李同乐（教授）
文 理 学 院
南昌大学《数控技术及应用》课程
数 控 加 工 技 术 基 础
数 控 机 床 各 组 成 部 分
数 控 车 削 加 工 技 术
数 控 铣 削 加 工 技 术
加 工 中 心 加 工 技 术
数 控 特 种 加 工 技 术
数 控 自 动 编 程 技 术
X5=3,Y5=2 X6=4,Y6=2 X7=4,Y7=1 X7=4,Y7=0
机床数控技术及应用PPT课件
所以，在编制与X轴有关的各项尺寸时，一定要用直径值编程。
用半径值编程时，称为半径编程法。如需用半径编程，则要改变系统
中相关的参数。
.
4
2.3 数控车床的编程
机机械械 操操作 面作板 面 板
主主 轴轴
转转 位位刀 架刀 架
防防 护护门 门
数 数控控 面面板 板
数数控控 柜柜 光光 电电 读读带带 机机
.
6
2.3.1 数控车床的编程基础
2.机床参考点 机床参考点是机床上的一 个特殊点，一般机床安装 完毕．其位置便确定下来。 该点是编程的绝对零点， 也是机床各轴的返回点。 一般每次开机或机床急停 之后，各轴都要作参考点 返回，以确定机床坐标系。 编程时该点一般作为程序 的起点和换刀点。
.
7
2.3.1 数控车床的编程基础
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12
2.3.2 数控车床的基本编程功能
由于此时主轴转速在变，为了保证恒定的输出功率，可以用M40和M41选 搀主轴转速范围。 例如，G96 S150；表示刀尖的线速度恒为150m／min。主轴的转速 可以由下式求出：
n 1000v D
式中：为切削线速度(m／min)；D为刀尖位置的工件直径(mm)；为 主轴转速(rpm)。 由上式可知，切削速度恒定时，当D＝0(车端面至中心)时，主轴转速为 无穷大，会造成飞车现象，这是不允许的。因此在采用恒切削速度控制 时，必须限制主轴的最高转速。
①设定每转进给量(mm/r)
指令格式：G99 F口口口．口口；
例如，G99 F0.3表示进给速度为0.3mm/r。加工螺纹时F的值即为 螺距。
②设定每分钟进给速度(mm／min)
指令格式：G98 F口口口.口口；
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I 4.0
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14 I 1.3 I 4.3 I 7.3
15
I 1.4
I 4.4
I 7.4
第9章 数控系统应用电气设计
9.1 数控系统的硬件连接
9.1.1 数控系统的硬件
数控系统的硬件组成：
4、Mini手持单元
订货号：6FC2007-1AD03 (1.5m 螺旋线）
6FC2007-1AD13 (5m 直线）
Mini手持单元通过转接插头连接到系统，转
接插头
订货号：6FX2006-1BG20(含预装电缆）
6FX2006-1BG03(不含预装电缆）
注：可与西门子机床控制面板直接连接
(不占用PP72/48D PN),也可选用连接到
PP72/48D PN。
图9-5 Mini手持单元
第9章 数控系统应用电气设计
9.1 数控系统的硬件连接
9.1.1 数控系统的硬件
数控系统的硬件组成： 5、收发短信功能的SINAUT MD720-3GSM/GPRS
9.4.1 需求机床的基本功能 9.4.2 确认数控系统订单
9.5 电气原理图设计案例分析
9.6 机床操作面板设计
第9章 数控系统应用电气设计
9.1 数控系统的硬件连接
9.1.1 数控系统的硬件
数控系统的硬件组成： 1、NC部分 828D PPU按性能分为三种：PPU240/241(基本型)、
PPU260/261(标准型)、PPU280/281(高性能型)。具体配置 如表9-1。
第9章 数控系统应用电气设计
9.1 数控系统的硬件连接
9.1.1 数控系统的硬件
数控系统的硬件组成： 6、驱动器部件 （3）Combi驱动扩展时用的紧凑书本型
单轴或双轴电机模块 单轴模块订货号：6SL3420-1TE^^-^AA0 双轴模块订货号：6SL3420-2TEHAA0
第9章 数控系统应用电气设计
9.2.1 基本概念 9.2.2 机床电气设计的一般原则 9.2.3 机床电气设计的基本内容 9.2.4 机床电气设计的一般步骤
第9章 数控系统应用电气设计
第1章 第2章 第3章 第4章 第5章 第6章 第7章 第8章 第9章 第10章 第11章 第12章
本章讲述的主要内容:
9.3 机床设计任务书 9.4 数控系统确认
828D系统连接总图
图9-9
第9章 数控系统应用电气设计
9.1 数控系统的硬件连接
9.1.2 数控系统的连接
系统各部件的连接总图： 2）S120 Combi—体型
驱动与828D系统连接总图。
图9-10
第9章 数控系统应用电气设计
9.1.3 输入/输出地址分配
第一个PP72/48D PN模块（总线地址：192.168.214.9)输入 输出信号的逻辑地址和接口端子号的对应关系，见表9-2。
基本特点 最大支持轴数 最大支持I/O
表Байду номын сангаас-1 系统配置表
PPU240/241 PPU260/261
5
6
3 个 PP72/48D 4 个 PP72/48D
PN
PN
PPU280/281
铣床: 6 5 个 PP72/48D
PN
第9章 数控系统应用电气设计
9.1 数控系统的硬件连接
9.1.1 数控系统的硬件
c）电抗器 d）电源接口模块-Active Interface Module
第9章 数控系统应用电气设计
9.1 数控系统的硬件连接
9.1.1 数控系统的硬件
数控系统的硬件组成： 6、驱动器部件 （2）SINAMICS S120 Combi 驱动器
❖ SINAMICS S120 Combi 功率模块 ❖ 电抗器 所有进线电源模块均为馈电型，必须配备电抗器。 电抗器的型号需根据进线电源模块的功率选择。
调制解调器
图9-6调制解调器
第9章 数控系统应用电气设计
9.1 数控系统的硬件连接
9.1.1 数控系统的硬件
数控系统的硬件组成： 6、驱动器部件 （1）SINAMICS S120书本型驱动器
a）驱动电源模块-Line Module
图9-7
b）单轴电机模块-Motor Module (single axis) 双轴电机模块-Motor Module (double axis)
表9-2 I/O地址分配表
端
X111
X222 X333
端 X111 X222 X33
子
子
3
1
数字输入公共端0VDC
2
24VDC输出*
I 0.0
I 3.0
I 6.0
4 I 0.1 I 3.1 I 6.1
I 0.2
I 3.2
I 6.2
6 I 0.3 I 3.3 I 6.3
7
I 0.4
I 3.4
I 6.4
图9-7
9.1 数控系统的硬件连接
9.1.1 数控系统的硬件
数控系统的硬件组成： 7、伺服电机 8、主轴电机 9、主轴外置编码器（TTL 或 1Vpp Sin/Cos)
图9-8伺服电机
第9章 数控系统应用电气设计
9.1 数控系统的硬件连接
9.1.2 数控系统的连接
系统各部件的连接总图： 1）S120书本型驱动与
第三篇 数控系统
第1章 第2章 第3章 第4章 第5章 第6章 第7章 第8章 第9章 第10章 第11章 第12章
本章讲述的主要内容:
9.1数控系统的硬件连接
9.1.1 数控系统的硬件 9.1.2 数控系统的连接 9.1.3 输入/输出地址分配 9.1.4 PLC接口信号工作原理
9.2 电气原理图设计
图9-3 控制面板MCP310
第9章 数控系统应用电气设计
9.1 数控系统的硬件连接
9.1.1 数控系统的硬件
数控系统的硬件组成： 3、输入输出模块PP72/48D PN 纯数字量输入输出的 PP72/48D PN 模块
数字/模拟量混合型输入输出 的PP72/48D 2/2A PN 模块
图9-4 PP72/48D PN
图9-1 水平配置的PPU260/280
图9-2垂直配置的PPU260/280
第9章 数控系统应用电气设计
9.1 数控系统的硬件连接
9.1.1 数控系统的硬件
数控系统的硬件组成： 2、操作面板 图9-3，828D机床控制面板MCP310与PPU垂直版配合使用。 828D机床控制面板MCP483与PPU水平版配合使用。