数控技术与数控机床的基本概念
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明德 砺志 博学 笃行
1.1数控技术与数控机床的 基本概念
姓名：王智博 学号：1808020101
A
•1
目录
明德 砺志 博学 笃行
• 一 、数控机床和机床数控技术 • 二 、机床数控基本原理
A
•2
明德 砺志 博学 笃行
一、数控技术和机床数控技术
1.基本概念
数字控制(Numerical Control, NC)，数字化信息 实现电气传动件控制的一种方法，是近现代发展 起来的一种自动控制技术。
行脉冲分配
•12
数控车床工件
明德 砺志 博学 笃行
数控铣床工件
工五 件轴
数 控 加 工
A
•13
明德 砺志 博学 笃行
插补计算
一般的数控系统均能根据被加工工件的轮廓形状信息 (如直线的始点和终点坐标、圆弧的始点和终点坐标及半径 等)自动计算确定各坐标轴应移动的最小单位个数和动点坐 标(称为插补计算)，并对各坐标轴进行脉冲分配(脉冲个数 和运动控制信息的顺序分配)，通过伺服系统控制各坐标轴 按要求的规律运动。
2
数控机床是20世纪50年代以来发展起来的具有广阔前景的 新型自动化机床，它综合了计算机技术、自动控制、精密 检测和精密制造等方面的科技成果，是机电一体化的典型 产品。
A
•10
明德 砺志 博学 笃行
二、机床数控基本原理
数控机床的工作原理是：根据被加工零件图样进行工 艺分析，编写加工程序，将加工程序输入数控装置中完成 轨迹插补运算，控制机床执行机构的运动轨迹，加工出符
A
•14
明德 砺志 博学 笃行
无论是数控系统的自动插补计算，还是利用直 线、圆弧或高次函数来逼近曲线加工时的各节点坐 标确定，实际上都是在被加工轨迹曲线上的已知点 之间进行数据密化工作，这种坐标点“密化计算” 统称为插补。
数控系统所具备的自动插补能力的大小关系到数 控机床的加工能力，自动插补能力越强,工件在机床 上的数控成形方法越简单,加工复杂型面工件的能力 越强，加工前期编程计算准备工作量越小。
利用直线插补功能加工曲线 加工时，只要事先确定各节点坐标并输人数控系统,系统 利用其直线插补功能就可自动完成该曲线轮廓的(直线逼 近)加工。
当被加工轮廓曲线精度要求较高时，则可利用圆弧插补 功能进行圆弧逼近曲线加工。对于某些具有抛物线插补、 螺旋线插补等一次曲线高次丽数插补功能的系统，其曲 线逼近的方法选择余地更大，能达到的加工精度也更高。
1.直接函数 法 2.扩展数字 积分法等
•17
明德 砺志 博学 笃行
根据给定的信息进行数字计算，在计算过程中 不断向各个坐标发出相互协调的进给脉冲，使 被控机械部件按指定的路线移动，对于任意曲 线，一般可以利用数控系统直线插补和圆弧插 补功能进行近似加工。
直线差补 A
圆弧差补
•18
明德 砺志 博学 笃行
合零件图要求的工件。
A
•11
数控加工过程：
按规定的代 码和格式编 写成加工程
序。
明德 砺志 博学 笃行
通过伺服系统 控制各坐标轴 按要求的规律
运动
01
02
03
04
零件加工轮 廓的几何信 息和工艺信 息数字化
A
数控系统均能根据被加工工 件的轮廓形状信息确定各坐 标轴应移动的最小单位个数 和动点坐标并对各坐标轴进
步的控制过程。
3.实时控制。根据决策实时地向执行器发出控制信
号。
A
•5
明德 砺志 博学 笃行 数字控制系统的主要作用如下：
1.信息处理。对于复杂控制系统，输入信号和根
据控制算法要求对误差进行计算时的计算量很大， 采用模拟解算装置达不到所需精度，需要计算机 处理。
2.实时控制。计算机控制系统是通过软件程序来
具有高度柔 性
A
加工精度高
B
加工质量稳 定、可靠
C
生产率高
D
改善劳动条 件
E
利用生产管 理现代化
F
A
•9
明德 砺志 博学 笃行
1
在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、 信息处理、自动检测、自动控制等高新技术与一体，具有高精度、 高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、 智能化起着举足轻重的作用。
A
•19
明德 砺志 博学 笃行
谢谢大家！
A
•20
A
•15
插补分类：
（1）根据数学模型分类
明德 砺志 博学 笃行 直线插补
插补
圆弧插补 抛物线插补
螺旋线插补
A
•16
（2）根据插补算法形式：
脉冲增量 插补算法
插补
数据采样 插补算法
A
明德 砺志 博学 笃行
1.数字脉冲乘 法器插补法
2.逐点比较法 3.数字积分法 4.矢量判别法 5.比较积分法 6.最小偏差法
数字程序控制系统（Numerical Control Systems， NCS），是指用代表加工顺序、加工方式和加工参 数的数字码作为控制指令的数字控制系统。
A
•3
明德 砺志 博学 笃行
它由程序输入、输出设备、计算机数字控制装置、可 编程控制器、主轴进给及驱动装置等组成。
1
程序 输入
ຫໍສະໝຸດ Baidu
2
输出 设备
3
数控机床在机床控制中的广泛应用，形成了数 控技术的发展的主流--机床数控技术和机床数控 系统。
机床数控系统能够逻辑的处理使用号码或者气 体符号编码指令规定的程序，能够自动完成机床 加工信息的输入、译码、运算，从而控制机床的 运动和加工过程。
A
•8
明德 砺志 博学 笃行
数控机床与传统机床相比，具有以下一 些特点：
实现系统控制的，并不断地对系统进行校正以达 到所需的动态特性。
3.复杂计算。计算机具有快速实现复杂计算的功
能，因而可以实现系统的最优控制、自适应控制 等高级控制功能和多功能计算调节。
A
•6
明德 砺志 博学 笃行
2 数控机床
定义：应用数控技术或装有数控系统的机床简称 为数控机床。
A
•7
明德 砺志 博学 笃行
计算机 数字控 制装置
4
可编 程控 制器
5
主轴进 给及驱 动装置
数字控制系统的组成
A
•4
明德 砺志 博学 笃行
数字控制系统的控制过程可分为三部： 1.实时采集数据。对被控对象的被控参数进行实时
检测，同时传送给计算机进行处理。
2.实时决策。对采集到的被控参数的状态量进行
分析，并按照某种控制算法计算出控制量，决定下一
1.1数控技术与数控机床的 基本概念
姓名：王智博 学号：1808020101
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目录
明德 砺志 博学 笃行
• 一 、数控机床和机床数控技术 • 二 、机床数控基本原理
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明德 砺志 博学 笃行
一、数控技术和机床数控技术
1.基本概念
数字控制(Numerical Control, NC)，数字化信息 实现电气传动件控制的一种方法，是近现代发展 起来的一种自动控制技术。
行脉冲分配
•12
数控车床工件
明德 砺志 博学 笃行
数控铣床工件
工五 件轴
数 控 加 工
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明德 砺志 博学 笃行
插补计算
一般的数控系统均能根据被加工工件的轮廓形状信息 (如直线的始点和终点坐标、圆弧的始点和终点坐标及半径 等)自动计算确定各坐标轴应移动的最小单位个数和动点坐 标(称为插补计算)，并对各坐标轴进行脉冲分配(脉冲个数 和运动控制信息的顺序分配)，通过伺服系统控制各坐标轴 按要求的规律运动。
2
数控机床是20世纪50年代以来发展起来的具有广阔前景的 新型自动化机床，它综合了计算机技术、自动控制、精密 检测和精密制造等方面的科技成果，是机电一体化的典型 产品。
A
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明德 砺志 博学 笃行
二、机床数控基本原理
数控机床的工作原理是：根据被加工零件图样进行工 艺分析，编写加工程序，将加工程序输入数控装置中完成 轨迹插补运算，控制机床执行机构的运动轨迹，加工出符
A
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明德 砺志 博学 笃行
无论是数控系统的自动插补计算，还是利用直 线、圆弧或高次函数来逼近曲线加工时的各节点坐 标确定，实际上都是在被加工轨迹曲线上的已知点 之间进行数据密化工作，这种坐标点“密化计算” 统称为插补。
数控系统所具备的自动插补能力的大小关系到数 控机床的加工能力，自动插补能力越强,工件在机床 上的数控成形方法越简单,加工复杂型面工件的能力 越强，加工前期编程计算准备工作量越小。
利用直线插补功能加工曲线 加工时，只要事先确定各节点坐标并输人数控系统,系统 利用其直线插补功能就可自动完成该曲线轮廓的(直线逼 近)加工。
当被加工轮廓曲线精度要求较高时，则可利用圆弧插补 功能进行圆弧逼近曲线加工。对于某些具有抛物线插补、 螺旋线插补等一次曲线高次丽数插补功能的系统，其曲 线逼近的方法选择余地更大，能达到的加工精度也更高。
1.直接函数 法 2.扩展数字 积分法等
•17
明德 砺志 博学 笃行
根据给定的信息进行数字计算，在计算过程中 不断向各个坐标发出相互协调的进给脉冲，使 被控机械部件按指定的路线移动，对于任意曲 线，一般可以利用数控系统直线插补和圆弧插 补功能进行近似加工。
直线差补 A
圆弧差补
•18
明德 砺志 博学 笃行
合零件图要求的工件。
A
•11
数控加工过程：
按规定的代 码和格式编 写成加工程
序。
明德 砺志 博学 笃行
通过伺服系统 控制各坐标轴 按要求的规律
运动
01
02
03
04
零件加工轮 廓的几何信 息和工艺信 息数字化
A
数控系统均能根据被加工工 件的轮廓形状信息确定各坐 标轴应移动的最小单位个数 和动点坐标并对各坐标轴进
步的控制过程。
3.实时控制。根据决策实时地向执行器发出控制信
号。
A
•5
明德 砺志 博学 笃行 数字控制系统的主要作用如下：
1.信息处理。对于复杂控制系统，输入信号和根
据控制算法要求对误差进行计算时的计算量很大， 采用模拟解算装置达不到所需精度，需要计算机 处理。
2.实时控制。计算机控制系统是通过软件程序来
具有高度柔 性
A
加工精度高
B
加工质量稳 定、可靠
C
生产率高
D
改善劳动条 件
E
利用生产管 理现代化
F
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1
在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、 信息处理、自动检测、自动控制等高新技术与一体，具有高精度、 高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、 智能化起着举足轻重的作用。
A
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谢谢大家！
A
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插补分类：
（1）根据数学模型分类
明德 砺志 博学 笃行 直线插补
插补
圆弧插补 抛物线插补
螺旋线插补
A
•16
（2）根据插补算法形式：
脉冲增量 插补算法
插补
数据采样 插补算法
A
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1.数字脉冲乘 法器插补法
2.逐点比较法 3.数字积分法 4.矢量判别法 5.比较积分法 6.最小偏差法
数字程序控制系统（Numerical Control Systems， NCS），是指用代表加工顺序、加工方式和加工参 数的数字码作为控制指令的数字控制系统。
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明德 砺志 博学 笃行
它由程序输入、输出设备、计算机数字控制装置、可 编程控制器、主轴进给及驱动装置等组成。
1
程序 输入
ຫໍສະໝຸດ Baidu
2
输出 设备
3
数控机床在机床控制中的广泛应用，形成了数 控技术的发展的主流--机床数控技术和机床数控 系统。
机床数控系统能够逻辑的处理使用号码或者气 体符号编码指令规定的程序，能够自动完成机床 加工信息的输入、译码、运算，从而控制机床的 运动和加工过程。
A
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明德 砺志 博学 笃行
数控机床与传统机床相比，具有以下一 些特点：
实现系统控制的，并不断地对系统进行校正以达 到所需的动态特性。
3.复杂计算。计算机具有快速实现复杂计算的功
能，因而可以实现系统的最优控制、自适应控制 等高级控制功能和多功能计算调节。
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2 数控机床
定义：应用数控技术或装有数控系统的机床简称 为数控机床。
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计算机 数字控 制装置
4
可编 程控 制器
5
主轴进 给及驱 动装置
数字控制系统的组成
A
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明德 砺志 博学 笃行
数字控制系统的控制过程可分为三部： 1.实时采集数据。对被控对象的被控参数进行实时
检测，同时传送给计算机进行处理。
2.实时决策。对采集到的被控参数的状态量进行
分析，并按照某种控制算法计算出控制量，决定下一