第1章数控机床概述

1-1 数控技术的基本概念
2.1 传统加工
分析零件图纸
编制加工工艺
使用车铣刨磨钻等机床加工
1-1 数控技术的基本概念
车
铣
床
床
加
加
工
工
磨
钻
床
床
加
加
工
工
1-1 数控技术的基本概念
传统加工的问题：不能满足制造的日益发展的需求！ 21世纪，世界制造业向大批量、复杂化、高品质方向发 展。
难以加工复杂型面工件 工序分散 柔性低 效率低，工人劳动强度大 受人工影响大导致质量不稳定
数控机床常用的控制介质和输入输出设备见表1：
控制介质
输入设备
穿孔纸带
纸带阅读机
纸带穿孔机
磁盘
磁盘驱动器
光盘、U盘
光盘驱动器
1-1 数控技术的基本概念
3.1.3 伺服单元、驱动装置和测量装置
模块化、接口
1-1 数控技术的基本概念
伺服单元和驱动装置
➢主轴伺服驱动装置和主轴电机 ➢进给伺服驱动装置和进给电机
测量装置
➢位置和速度测量装置。以实现进给伺服系统的闭环控 制。
作用 保证灵敏、准确地跟踪CNC装置指令：
➢进给运动指令：实现零件加工的成形运动（速度和位 置控制）。
➢主轴运动指令，实现零件加工的切削运动（速度控制）
1-1 数控技术的基本概念
(2) PLC(Programmable Logic Controller)
用于完成与逻辑运算有关顺序动作的I/O控制： 接收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 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
1-1 数控技术的基本概念
一、 数控技术的定义
➢ 广义的数控技术（Numerical Control Technology）
以计算机技术为核心，结合控制理论所发展起来的所有自动控制领 域的一切应用与实践技术。计算机是实现手段，控制理论是实现方 法。
窑炉
空气
对象空间位置
CCD
抓力传感器
发热器件
废气
温度 传感器
软件
PLC
控制软件: 译码、刀补、插补、速度处理、
位置控制等
接口
1-1 数控技术的基本概念
(1) 计算机
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。
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。
1-1 数控技术的基本概念
三、数控机床的组成
四.数控机床的组成
机 床 本 体
数 控 系 统
1-1 数控技术的基本概念
3.1、CNC系统
1-1 数控1技-1术数的基控本技概术念的基本概念
3ห้องสมุดไป่ตู้1.1 CNC装置
硬件: CPU、存储器、总线、显示器、接口电路等
计算机
管理软件: 输入、I/O处理、显示、诊断等
✓ 机床是所有机械设备的制造设备或基础设备，机床工艺所 需求的运动和功率控制相对其它设备而言更具有复杂、精 准的控制要求，集中体现了数控技术最核心、最前沿技术 内容，因此，学习机床数控技术对其它机械设备的数控技 术研究具有通用性和示范性。
➢ 数控机床（Numerical Control Machine Tools） 是采用数字 控制技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床。数 控机床是一种装有程序控制系统（数控系统）的高效自动 化机床。
➢ 数控 技术 的实现手段
数控系统（Numerical Control System）：采用计算机实现数字控制 技术的一种自动控制系统。
1-1 数控技术的基本概念
➢ 本课程所限定的数控技术
✓ 机械设备千差万别，各有不同，我们可以选取最有代表性， 而且对运动和功率的控制最具典型且具有较高要求的机械 设备来研究其数控技术的应用及其发展问题；
3.1.2 输入/输出设备和控制介质
1-1 数控技术的基本概念
控制介质是记录零件加工程序的媒介
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。
1-1 数控技术的基本概念
二、认识数控机床与数控加工 以模具为加工对象，分析数控加工
1-1 数控技术的基本概念
2.2、数控加工
采用数字控制的方法对加工过程自动控制，即整个加 工过程由控制系统自动完成。
1-1 数控技术的基本概念
数控加工的优势：解决制造中的问题。
可以加工复杂型面工件 工序集中 柔性高 效率高，减小辅助时间和机动时间，工人劳动强度低 加工质量稳定 有利于生产管理的现代化
数控技术
目录
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章
概述 数控加工程序的编制 CNC装置及其接口 插补、刀补与速度控制 伺服驱动系统 主轴控制
第一章 概 述
1-1 数控技术的基本概念 1-2 数控技术的知识体系 1-3 数控机床的分类 1-4 数控机床的产生与发展
第一章 概 述
1-1 数控技术的基本概念 1-2 数控技术的知识体系 1-3 数控机床的分类 1-4 数控机床的产生与发展
温度实测值 计算机 数字信号
温度目标值 （运算、决策）
燃料
计算机
伺服
（坐标计算、轨迹规划）
电机
数字信号
数字信号
1-1 数控技术的基本概念
一、 数控技术的定义
➢ 广义的数控技术（Numerical Control Technology） 上述2种不同的控制，我们都可以归为数控技术的应用，所
不同的是，后者控制系统的组成更为复杂，控制目标的达成 更加困难。类似的数控技术的应用我们可以在其它领域如汽 车、飞机、卫星等人们日常接触的工业领域大量存在。因此 ，数控技术是一个广泛应用的技术。
1-1 数控技术的基本概念
(3) 接口
1. 与其他控制器或者上位机的通信接口:串行通信+网 络通信
2. 与各种输入/输出设备接口 3. 与机床侧信号往来的I/O接口 编码器、伺服控制器、。。。。 与其他加工设备（机器人）、诊断设备（检测仪）的 数据交换连线； 接口原则：开放、标准！！模块化。
1-1 数控技术的基本概念