数控机床的组成及工作原理(PPT53页)

2.2 数控机床的组成
程序 输入 数控 载体 装置 装置
伺服驱动 装置
主轴驱动 装置
辅助控制 装置
机床（进给运动、 主运动、
辅助操作）
检测 装置
数控系统组成及工作过程
1 程序及程序载体
根据加工工艺编制程序单，并存放在程序载体上，以便 输入到数控装置上。程序载体通常有穿孔纸带，磁盘（软 盘），U盘等。
滚珠丝杆
滚动导轨
5 机床的机械部件 与普通机床相似，包括基础部分（支撑部件）、主运动
部件、进给运动执行部件和辅助装置，但具有以下特点：
➢ 采用刀库，自动换刀装置。
链 式 刀 库 带 机 械 手
(
)
2.3 数控机床的基本工作原理
零件图 数控手册
N1 G18 N2 G51 ……
数控程序
CRT显示器 操作面板
数控 机床
数控装置
数控机床的工作原理
零件图纸
CAD造 型模块
CAM处 理模块
后置处 理模块
输入工艺参数
数控机床
CAD/CAM自动编程
零件的几何图形输入到计算机中，建立起零件的 三维几何模型，通过数控编程模块，指定刀具半径、 加工方式及切削用量等工艺参数，就能自动地计算出 数控加工刀具中心轨迹数据，再通过调用相应的数控 机床后置处理程序，就可生成数控加工程序进行加工， 并可在屏幕上动态地模拟刀的加工情况。
第2章 数控机床的组成及工作原理
本章主要内容：机床数控系统的组成及工作原理。机床 数控系统的分类：按加工功能分类，按伺服系统类型分 类，按数控装置类型分类，按数控系统功能水平分类， 数控机床的坐标系。
本章内容的重点：机床数控系统的组成及工作原理，按 机床运动轨迹的数控机床分类，伺服系统的分类，数控 机床的坐标系。
b，行程开关、监控检测等开关信号经强电控制装置 反馈到数控装置进行处理。
4 伺服驱动系统及位置检测装置
伺服驱动系统：由伺服驱动电路（伺服驱动器）和伺服 驱动装置（伺服电机），它根据数控装置发来的指令驱动 机床的执行部件动作。有开环、半闭环、闭环之分。
位置检测装置：在半闭环、闭环系统中间接或直接测量 执行部件的实际位移，与指令位移进行比较，以便随时纠 正偏差。
2.5 坐标的数控钻床(点位控制)
2 直线控制系统
控制刀具或工作台按平行
于坐标轴的方向或按与两坐标
轴成45°夹角的方向作直线运
动，并对工件进行切削。
本章内容的难点：数控机床的坐标系。
2.1 概述
数字控制-------用计算机以数字指令方式对控制对象 加以控制的一种方法。 数控机床-------一种装了程序控制系统（数控系统） 的机床。
数控技术中常见的英文缩写及中文名称 NC------数字控制 CNC-----计算机数字控制 MNC-----微型计算机数字控制 DNC-----直接数字控制（分布式数字控制） PLC-----可编程序逻辑控制器 CAD-----计算机辅助设计 CAM-----计算机辅助制造 FMS-----柔性制造单元 CIMS----计算机集成制造系统 CAPP----计算机辅助工艺规划
为伺服电机的转动。
（六） 管理程序 为数据输入，处理及加工过程服务的各个程序进行调
度，对面板命令、时钟信号、故障信号等引起的中断进 行处理。
2.4数控机床的基本类型
2.4.1 按加工功能分类 1 点位控制系统
只控制刀具或工作台从一 点准确地移动到另一点，其运 动轨迹不需严格控制，移动过 程中不进行切削。如：数控钻 床、数控坐标镗床等。
2 输入装置
将程序载体上的数控代码变成响应的电脉冲信号，传送 并存入数控装置内。输入装置通常有光电阅读机、磁盘驱 动器（软驱）等，USB （ 通用串行总线）控制器 。
3 计算机数控装置及强电控制装置
数控装置是一种装备了数控系统软件的专用计算机， 是数控机床的核心。
a，接收输入装置送来的脉冲信号，经编译、运算和 逻辑处理后，输出相应的信号和指令经强电控制装置编 译、判断、功率放大后驱动机床相应部件完成规定动作。
5 机床的机械部件 与普通机床相似，包括基础部分（支撑部件）、主运动
部件、进给运动执行部件和辅助装置，但具有以下特点： ➢ 传动结构更为简单，传动链较短，传动及变速系统要 便于实现自动化，采用电主轴，伺服传动系统；
车床用电主轴同步齿形带传动 铣床用电主轴
5 机床的机械部件
与普通机床相似，包括基础部分（支撑部件）、主运 动部件、进给运动执行部件和辅助装置，但具有以下特点：
它具有速度快、精度高、直观性好、使用简便、 便于进行干涉碰撞检查等优点。
三维造型CAD
数控自动编程CAM
CAD/CAM流程
数控加工模拟CAM
数控系统的主要工作有输入、译码、数据处理、插补、 伺服输出、管理程序ຫໍສະໝຸດ Baidu。
(一) 输入 将数控加工程序和数据输入到数控系统。数控加工程序
和数据可以通过磁盘驱动器、光电阅读机，或由计算机通 过通讯端口传输而来。
(三) 数据处理 数据处理程序包括刀具补偿、速度计算以及辅助功能的
处理等。 (四) 插补
插补有直线插补、圆弧插补和抛物线插补等几种。插补 是对一条已知曲线在起点和终点之间的数据进行细化的过 程，即将一条曲线分解成许多条直线或圆弧所组成。CNC 数控系统是边插补边加工的。
（五） 伺服控制 将位置进给脉冲或进给速度指令，经变换放大后转化
通常有两种不同的输入工作方式： 1，一次将程序读入数控系统内的存储器； 2，边传输边加工，将程序读入一部分到缓冲区，进行加 工，同时再读取下一段程序。
(二) 译码 输入的加工程序包含有零件的几何信息G指令(直线
或圆弧，起点、终点坐标等)、加工工艺信息S指令与F 指令(主轴转速、进给量等)、刀具信息T指令(刀具半径 补偿、长度补偿)和辅助信息M指令(主轴正反转、开停， 冷却液开停，换刀等)。译码程序将加工程序的代码翻译 成计算机内部能识别的机器代码。
➢机械结构具有较高的动态刚度、阻尼精度、更好的耐 磨性及抗震性、热变形小（如：采用花岗岩床身、树脂 水泥床身）；
5 机床的机械部件
与普通机床相似，包括基础部分（支撑部件）、主运动 部件、进给运动执行部件和辅助装置，但具有以下特点：
➢采用高精度、高效传动部件（如：滚珠丝杆、直线滚 动导轨，圆柱滚动导轨，直线电机等）；