12计算机数控系统PPT课件
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数控加工与编程技术PPT课件
复合材料加工
数控技术能够实现复合材 料的精确切割和加工，提 高航空器的性能。
快速原型制造
通过数控技术快速制造出 原型件，缩短产品研发周 期。
在汽车工业领域的应用
发动机制造
数控加工与编程技术能够制造出高精度、高质量 的汽车发动机。
汽车零部件加工
数控技术能够高效地加工汽车零部件，提高生产 效率和产品质量。
测量手段。同时，加强操作人员的技能培训和质量控制意识也至关重要。
03
加工效率提升
通过优化加工工艺、选用合适的切削参数和刀具、合理安排工序等方式，
可以有效提高数控加工效率。
技术发展趋势与展望
智能化
随着人工智能技术的发展，数控加工技术将逐渐实现智能化，包括 自适应加工、智能故障诊断与远程监控等功能。
高精度与高效率
数控编程的必要性
数控编程能够提高加工效率、降低成 本、保证加工精度，是现代制造业中 不可或缺的一环。
数控编程语言与代码
数控编程语言的种类
常见的数控编程语言有G代码、M代码、S代码等，每种语言都有 其特定的用途和语法规则。
数控编程语言的语法规则
数控编程语言的语法规则包括指令格式、参数设置、坐标系使用等 方面，需要严格按照规定进行编写。
根据零件的结构、加工精度和材料等因素，将整 个加工过程划分为若干个工序。
数控加工中的检测与控制
在加工过程中，需要对工件进行检测和控制，以 确保加工精度和表面质量。
数控刀具与材料
数控刀具的种类与特点
根据不同的加工需求，可以选 择不同类型的数控刀具，如铣 刀、钻头、车刀等。
数控刀具的材料
常用的数控刀具材料有高速钢 、硬质合金、陶瓷和金刚石等 。
数控编程经验总结
《计算机数控系统CN》课件
数控机床的附加功能控制。
3
高级编程
学习高级编程技巧，如循环嵌套、子 程序调用等，提高编程效率。
数控系统的应用
制造业
航空航天
探索CNC系统在制造业中的应 用，提高生产效率和产品质量。
了解CNC系统在航空航天领域 的关键应用，推动航空技术的 发展。
医疗行业
探索CNC系统在医疗设备制造 中的应用，推动医疗技术的进 步。
数控机床
自动化
了解数控机床与传统机床的区别，掌握自动化生产的优势。
精度控制
深入研究数控机床的精度控制技术和误差补偿方法。
组合加工
探索数控机床的组合加工技术，实现多轴联动加工和复杂形状加工。
数控编程
1
G代码入门
掌握G代码的基本语法和功能，实现
M代码应用
2
数控机床的移动和加工操作。
了解M代码的作用和使用方法，实现
《计算机数控系统CN》 PPT课件
计算机数控系统（Computer Numerical Control System，简称CNC）是一种利用 计算机软件控制机床进行运动控制的自动化设备。本课程将介绍CNC系统的基 础知识，包括数控机床、数控编程以及其在各个领域的应用。
课程介绍
1 基础知识
了解CNC系统的基本原 理和组成结构。
2 发展历程
回顾数控技术的发展历 程和重要里程碑。
3 应用领域
探索CNC系统在制造、 航空航天等领域的广泛 应用。
计算机数控系统基础
机床分类
介绍不同类型的数控机床，如 铣床、车床、钻床等。
系统组成
讲解CNC系统的各个组成部分 及其功能，如主轴驱动、伺服 系统等。
编程基础
学习数控编程的基本语法和代 码结构，以及常用的G代码和 M代码。
数控系统基本组成PPT课件
.
3．多微处理机CNC装置的典型结构
（1）ห้องสมุดไป่ตู้享总线结构 （2）共享存储器结构
.
数控软件的特点及关键技术
1.多任务与并行处理技术
（1）． 数控装置的多任务性
图4-11 数控装置的任务及分类框图
.
这些任务中有些可以顺序执行，有些必须同时执行，如： （1） 显示和控制任务必须同时执行，以便操作人员及时了解
.
1．多微处理器系统特点
（1）计算处理速度高 （2）可靠性高 （3）有良好的适应性和扩展性 （4）硬件易于组织规模生产
.
2. 多微处理器系统的基本功能模块
（1) CNC管理模块 （2）存储器模块 （3）CNC插补模块 （4）位置控制模块 （5）操作和控制数据输入输出和显示模块 （6） PLC模块
机床运行状态； （2） 在加工过程中，为使加工过程连续，译码、刀补、插补
和位置控制模快也必须同时进行。
.
（2）． 多任务并行处理的实现 1） 资源分时共享
初始化
显示
其它
背 景 程 译码 序
I/ O
刀补
位置控制
优
先
级
插补运算
顺
序
背景程序
图4-12 分时共享多任务处理方案
.
2.2 数控系统的分类、性能指标及功能
.
⑸主轴控制接口
主轴S功能可分为无级变速、有级变速和分段 无级变速三大类。当数控机床配有主轴驱动装置 时，可利用系统的主轴控制接口输出模拟量进行 无级变速，否则需用MST接口实现有级变速。为 提高低速输出转矩，现代数控机床多采用分段无 级变速。主轴的位置反馈主要用于螺纹切削功能、 主轴准停功能以及主轴转速监控等。
.
3．多微处理机CNC装置的典型结构
（1）ห้องสมุดไป่ตู้享总线结构 （2）共享存储器结构
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数控软件的特点及关键技术
1.多任务与并行处理技术
（1）． 数控装置的多任务性
图4-11 数控装置的任务及分类框图
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这些任务中有些可以顺序执行，有些必须同时执行，如： （1） 显示和控制任务必须同时执行，以便操作人员及时了解
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1．多微处理器系统特点
（1）计算处理速度高 （2）可靠性高 （3）有良好的适应性和扩展性 （4）硬件易于组织规模生产
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2. 多微处理器系统的基本功能模块
（1) CNC管理模块 （2）存储器模块 （3）CNC插补模块 （4）位置控制模块 （5）操作和控制数据输入输出和显示模块 （6） PLC模块
机床运行状态； （2） 在加工过程中，为使加工过程连续，译码、刀补、插补
和位置控制模快也必须同时进行。
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（2）． 多任务并行处理的实现 1） 资源分时共享
初始化
显示
其它
背 景 程 译码 序
I/ O
刀补
位置控制
优
先
级
插补运算
顺
序
背景程序
图4-12 分时共享多任务处理方案
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2.2 数控系统的分类、性能指标及功能
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⑸主轴控制接口
主轴S功能可分为无级变速、有级变速和分段 无级变速三大类。当数控机床配有主轴驱动装置 时，可利用系统的主轴控制接口输出模拟量进行 无级变速，否则需用MST接口实现有级变速。为 提高低速输出转矩，现代数控机床多采用分段无 级变速。主轴的位置反馈主要用于螺纹切削功能、 主轴准停功能以及主轴转速监控等。
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计算机数控装置PPT课件
选择功能
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13
3.2 CNC装置的硬件结构
CNC装置硬件结构类型 单机或主从结构模块的功能介绍 多主结构的CNC装置硬件简介
.
14
CNC装置硬件结构类型
按印刷线路板的结构 分
– All-In-One式结构 – 多功能模块式结构
按微处理器的个数分
– 单处理器式 – 多处理器式
按制造方式分
– 该平台提供CNC装置基本配置的必备功能； – 在该平台上可以根据用户的要求进行功能设
计和开发。
.
8
CNC装置的组成和工作原理
数控加工程序
应用软件
控制软件
管理软件 操作系统
硬件
被控设备
接
口
机床 机器人
测量机
......
CNC装置. 的系统平台
9
三、CNC装置的工作过程
通过各种输入方式，接受机床加工零件 的各种数据信息，经过CNC装置译码， 再进行计算机的处理、运算，然后将各 个坐标轴的分量送到各控制轴的驱动电 路，经过转换、放大去驱动伺服电动机， 带动各轴运动。并进行实时位置反馈控 制，使各个坐标轴能精确地走到所要求 的位置。
.
11
CNC装置的优点
灵活性和通用性
– 功能的修改和扩充、实用性方面
功能丰富
– 插补功能（二次曲线、样条、空间曲面） – 补偿功能（运动精度、随机、非线性）
可靠性高 使用维护方便 易于实现机电一体化
.
12
CNC装置的功能
基本功能
– 控制功能、准备功能、插补功能和固定循环 功能、进给功能、主轴功能、辅助功能、刀 具管理功能、补偿功能、人机对话功能、自 诊断功能、通信功能
第三章 计算机数控装置
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13
3.2 CNC装置的硬件结构
CNC装置硬件结构类型 单机或主从结构模块的功能介绍 多主结构的CNC装置硬件简介
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14
CNC装置硬件结构类型
按印刷线路板的结构 分
– All-In-One式结构 – 多功能模块式结构
按微处理器的个数分
– 单处理器式 – 多处理器式
按制造方式分
– 该平台提供CNC装置基本配置的必备功能； – 在该平台上可以根据用户的要求进行功能设
计和开发。
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8
CNC装置的组成和工作原理
数控加工程序
应用软件
控制软件
管理软件 操作系统
硬件
被控设备
接
口
机床 机器人
测量机
......
CNC装置. 的系统平台
9
三、CNC装置的工作过程
通过各种输入方式，接受机床加工零件 的各种数据信息，经过CNC装置译码， 再进行计算机的处理、运算，然后将各 个坐标轴的分量送到各控制轴的驱动电 路，经过转换、放大去驱动伺服电动机， 带动各轴运动。并进行实时位置反馈控 制，使各个坐标轴能精确地走到所要求 的位置。
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11
CNC装置的优点
灵活性和通用性
– 功能的修改和扩充、实用性方面
功能丰富
– 插补功能（二次曲线、样条、空间曲面） – 补偿功能（运动精度、随机、非线性）
可靠性高 使用维护方便 易于实现机电一体化
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CNC装置的功能
基本功能
– 控制功能、准备功能、插补功能和固定循环 功能、进给功能、主轴功能、辅助功能、刀 具管理功能、补偿功能、人机对话功能、自 诊断功能、通信功能
第三章 计算机数控装置
数控系统工作原理简介PPT课件( 66页)
按所用进给伺服系统
开环数控系统 半闭环数控系统 控制系统 闭环数控系统
步进电机
数控装置
伺服马达
数控装置
机床工作台
伺服马达
机床工作台
机床工作台
位置检 测器 位置检测器
按数控系统加工功能
点位控制系统（Positioning Control System）
特点:只要求保证点与点之间的准确定位,即只控制行程的终点 坐标值,而对点与点之间刀具所移动的轨迹不加控制.在移动过 程中,刀具不进行切削,采用机床设定的最高进给速度进行定位 运动,接近终点需要低速趋近。如:钻床、冲床
+Y
F 4F 3Xe154 E=E-1=5-1=4≠0
F4 40 F5 10
+X F5F4Ye431 E=E-1=4-1=3≠0
+X
F 6F 5Ye132 E=E-1=3-1=2≠0
F6 20
+Y
F 7F 6Xe253 E=E-1=2-1=1≠0
•数字积分原理 •数字积分(DDA)直线插补
① 原理
Y
y f (t)
例：右图下，若要使从O点到E点的插补过程进
给脉冲均匀，就必须使分配给x,y方向的单位增
量成正比。设需要在t=10秒内使加工到达终点E，
则每单位时间间隔△t内，x和y的增量分别为
△t
△x’=xe/10=0.7
y
△y’=ye/10=0.4
F i 1 ,i X e Y i X i 1 Y e X e Y i ( X i 1 ) Y e X e Y i X i Y e Y e
即
i 1 F i-Y e F
当偏差值F <0时，刀具从现加工点 (Xi,Yi ) 向Y正向前进一步，到达 新加工点 (Xi,Yi1)则新加工点的偏差值为
《数控系统概述》课件
插补运算的精度和速度直接影响到加 工质量和效率，因此现代数控系统通 常采用高精度的插补算法和优化的计 算方法。
位置控制
位置控制是数控系统的核心功能之一，它负责将插补运算得到的坐标位置转换为机 床的实际运动。
位置控制需要具备高精度和高稳定性的特点，以确保加工质量和精度。
现代数控系统通常采用闭环或半闭环控制方式，通过反馈装置检测机床的实际位置 ，并与目标位置进行比较，实现精确的位置控制。
数控系统的未来发展
未来数控系统将朝着智能化、网络化、复合化、柔性化等方向发展 ，进一步提高加工精度和效率。
数控系统的应用领域
01
02
03
04
机床制造
数控系统广泛应用于机床制造 领域，能够实现高精度、高效
化的加工。ห้องสมุดไป่ตู้
航空航天
数控系统在航空航天领域中用 于制造飞机零部件和发动机等
高精度零件。
汽车制造
数控系统在汽车制造领域中用 于生产汽车零部件，提高生产
常见的输入输出设备包括键盘、鼠标、显示器、打印机等。
辅助装置
辅助装置是指数控系统中的一些辅助功能部件，如冷却系 统、排屑装置、防护装置等。
辅助装置是数控系统中不可或缺的部分，能够提高机床的 加工性能和安全性。
03
数控系统的功能
数控编程
数控编程是数控系统的重要功能之一，它允许用户根据加工需求，使用 编程语言（如G代码）编写加工程序，控制机床的运动轨迹和加工过程。
高可靠性
总结词
高可靠性是数控系统未来发展的另一个重要方向，能够保证数控系统的稳定性和持久性。
详细描述
高可靠性数控系统需要具备强大的故障诊断和预防功能，能够在出现故障时及时诊断并修复，减少停 机时间。此外，高可靠性数控系统还需要采用高质量的硬件和软件，确保系统的稳定性和持久性。
数控编程说课ppt课件
数控编程说课ppt课件
目录
contents
数控编程概述数控编程基础知识数控编程实例分析数控编程中的常见问题及解决方案数控编程的未来发展与展望总结与展望
01
数控编程概述
03
数控编程软件
如Mastercam、Fusion 360等，用于编写、模拟和优化数控程序的软件。
01
数控编程
使用数控语言编写程序，控制数控机床进行加工制造的过程。
04
数控编程中的常见问题及解决方案
坐标系的理解
坐标系的设置
在编程过程中，需要根据工件的形状、尺寸和装夹方式，选择合适的机床坐标系和工件坐标系。设置工件坐标系通常需要输入原点位置和旋转角度等参数。
机床坐标系是数控机床固有的坐标系，是用来确定机床各坐标轴的位置和方向的。工件坐标系则是用来确定工件的位置和方向的，与机床坐标系相对独立。
智能化
高效化
个性化
未来数控编程将更加注重高效化，通过优化算法和减少加工时间，提高生产效率。
随着定制化需求的增加，数控编程将更加个性化，满足不同行业和企业的需求。
03
02
01
智能数控编程系统将采用模块化设计，方便扩展和维护。
系统架构
系统将建立全面的知识库，包括工艺参数、刀具选择等，以支持智能决策。
知识库建立
总结词
总结词
曲面类零件的数控编程难度较大，需要具备较高的编程技巧和丰富的实践经验。
详细描述
曲面类零件的形状复杂，加工过程中需要考虑曲面曲率、刀具轨迹规划等多个因素。为了实现高质量的曲面加工，需要对刀具路径进行精确计算和控制，避免过切、残留等问题。同时，需要不断调整切削参数，以适应曲面变化和加工需求。在加工过程中，还需要对刀具磨损和加工精度进行实时监测和调整。
目录
contents
数控编程概述数控编程基础知识数控编程实例分析数控编程中的常见问题及解决方案数控编程的未来发展与展望总结与展望
01
数控编程概述
03
数控编程软件
如Mastercam、Fusion 360等，用于编写、模拟和优化数控程序的软件。
01
数控编程
使用数控语言编写程序，控制数控机床进行加工制造的过程。
04
数控编程中的常见问题及解决方案
坐标系的理解
坐标系的设置
在编程过程中，需要根据工件的形状、尺寸和装夹方式，选择合适的机床坐标系和工件坐标系。设置工件坐标系通常需要输入原点位置和旋转角度等参数。
机床坐标系是数控机床固有的坐标系，是用来确定机床各坐标轴的位置和方向的。工件坐标系则是用来确定工件的位置和方向的，与机床坐标系相对独立。
智能化
高效化
个性化
未来数控编程将更加注重高效化，通过优化算法和减少加工时间，提高生产效率。
随着定制化需求的增加，数控编程将更加个性化，满足不同行业和企业的需求。
03
02
01
智能数控编程系统将采用模块化设计，方便扩展和维护。
系统架构
系统将建立全面的知识库，包括工艺参数、刀具选择等，以支持智能决策。
知识库建立
总结词
总结词
曲面类零件的数控编程难度较大，需要具备较高的编程技巧和丰富的实践经验。
详细描述
曲面类零件的形状复杂，加工过程中需要考虑曲面曲率、刀具轨迹规划等多个因素。为了实现高质量的曲面加工，需要对刀具路径进行精确计算和控制，避免过切、残留等问题。同时，需要不断调整切削参数，以适应曲面变化和加工需求。在加工过程中，还需要对刀具磨损和加工精度进行实时监测和调整。
数控系统的组成及工作原理ppt课件
２．刀具补偿的步骤：
刀具半径补偿的建立：刀具由起刀点以进给速度接近工 件，刀具中心在法线方向与待加工工件偏离一刀具半径。 偏置方向由G41及G42确定。
刀具半径补偿的进行：一旦建立刀补，刀具始终偏离工 件轮廓一定距离，直到取消刀补为止。
刀具半径补偿的取消：刀具撤离工件，回到退刀点，取 消刀具半径补偿。退刀点应位于零件轮廓之外，可以与 起刀点相同，也可以不相同。
进给轴手动控制按钮，用于手动调整时移动各坐标轴。 主轴启停与主轴倍率选择按钮：用于主轴的启停与正、反
转以及主轴调速。自动加工启停按钮：用于自动加工过程 的启动于停止。 条件程序段选择开关：用于条件程序段是否执行。 倍率选择开关：用于选择进给速度的倍率及点动量。 另外还有一些状态指示等、报警装置等。
一．CNC数控系统基本构成
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
数控系统构成可以用下面的框图表示：
硬件系统
微机部分 外围设备部分 机床控制部分
CNC数控系统
系统软件 软件系统
应用软件
输入数据处理程序 插补运算程序 速度控制程序 管理程序 诊断程序
C刀具补偿原理图（1）
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
C刀具补偿原理图（2）
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
４．C刀具补偿原理（3）
数控系统的工作方式 C刀具补偿是在插补和控制的间隙进行刀补计算 的，通过设置多个缓存，采用流水作业的方式才 能提高计算速度，满足高速加工的需要。如图所 示。
刀具半径补偿的建立：刀具由起刀点以进给速度接近工 件，刀具中心在法线方向与待加工工件偏离一刀具半径。 偏置方向由G41及G42确定。
刀具半径补偿的进行：一旦建立刀补，刀具始终偏离工 件轮廓一定距离，直到取消刀补为止。
刀具半径补偿的取消：刀具撤离工件，回到退刀点，取 消刀具半径补偿。退刀点应位于零件轮廓之外，可以与 起刀点相同，也可以不相同。
进给轴手动控制按钮，用于手动调整时移动各坐标轴。 主轴启停与主轴倍率选择按钮：用于主轴的启停与正、反
转以及主轴调速。自动加工启停按钮：用于自动加工过程 的启动于停止。 条件程序段选择开关：用于条件程序段是否执行。 倍率选择开关：用于选择进给速度的倍率及点动量。 另外还有一些状态指示等、报警装置等。
一．CNC数控系统基本构成
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
数控系统构成可以用下面的框图表示：
硬件系统
微机部分 外围设备部分 机床控制部分
CNC数控系统
系统软件 软件系统
应用软件
输入数据处理程序 插补运算程序 速度控制程序 管理程序 诊断程序
C刀具补偿原理图（1）
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
C刀具补偿原理图（2）
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
４．C刀具补偿原理（3）
数控系统的工作方式 C刀具补偿是在插补和控制的间隙进行刀补计算 的，通过设置多个缓存，采用流水作业的方式才 能提高计算速度，满足高速加工的需要。如图所 示。
计算机数控系统之CNC系统PPT(98张)
方式，即系统任务的划分方式、任务调度机 制、任务间的信息交换机制以及系统集成方 法等。
结构模式要解决的问题是如何组织和协 调各个任务的执行，使之满足一定的时序配 合要求和逻辑关系，以满足CNC系统的各种 控制要求。
• 目前CNC系统软件的结构模式有以下几种： • ⑴ 前后台型结构模式
这种模式将系统软件划分为前台程序和后台 程序. • 前台程序主要完成插补运算、位置控制、故 障诊断、PLC控制等实时性很强的任务，它是 个实时中断服务程序，以一定周期定时发生， 中断周期一般小于10ms。
• ⑴ 点位控制系统 • ⑵ 直线控制系统 • ⑶ 轮廓控制系统（又称为连续控制系统）
• 7.1.2 数控系统的组成
• 数控系统是由程序、输入输出设备、计 算机数控装置（CNC装置）、可编程序 控制器（Programmable Logic Controller，简称为PLC）、主轴驱动 装置和进给伺服驱动系统等六大部分组 成的一个整个系统，又称为CNC系统。
• 7.3 CNC系统的软件结构与插补算法
• CNC系统由硬件和软件组成，硬件为软件运 行提供支持环境，软件是CNC系统的核心。
• 6.3.1 CNC系统软件结构 • 1. CNC系统软件的构成
CNC系统软件包括管理软件和控制软件，如 图7-2所示:
图7-2 CNC系统的软件构成
• 2. CNC系统软件的结构模式 所谓结构模式是指系统软件的组织管理
输入、输出和控制（如换刀、换档、冷却等）； • （7） 位置处理； • （8） 显示； • （9） 自诊断处理。 • CNC系统的工作过程是依靠软件在硬件的支持下进行的。
• 7.1.5 CNC系统的优点
CNC系统具有： 很高的柔性和通用性； 数控功能丰富； 可靠性高； 使用维护方便； 易于实现机电一体化。
结构模式要解决的问题是如何组织和协 调各个任务的执行，使之满足一定的时序配 合要求和逻辑关系，以满足CNC系统的各种 控制要求。
• 目前CNC系统软件的结构模式有以下几种： • ⑴ 前后台型结构模式
这种模式将系统软件划分为前台程序和后台 程序. • 前台程序主要完成插补运算、位置控制、故 障诊断、PLC控制等实时性很强的任务，它是 个实时中断服务程序，以一定周期定时发生， 中断周期一般小于10ms。
• ⑴ 点位控制系统 • ⑵ 直线控制系统 • ⑶ 轮廓控制系统（又称为连续控制系统）
• 7.1.2 数控系统的组成
• 数控系统是由程序、输入输出设备、计 算机数控装置（CNC装置）、可编程序 控制器（Programmable Logic Controller，简称为PLC）、主轴驱动 装置和进给伺服驱动系统等六大部分组 成的一个整个系统，又称为CNC系统。
• 7.3 CNC系统的软件结构与插补算法
• CNC系统由硬件和软件组成，硬件为软件运 行提供支持环境，软件是CNC系统的核心。
• 6.3.1 CNC系统软件结构 • 1. CNC系统软件的构成
CNC系统软件包括管理软件和控制软件，如 图7-2所示:
图7-2 CNC系统的软件构成
• 2. CNC系统软件的结构模式 所谓结构模式是指系统软件的组织管理
输入、输出和控制（如换刀、换档、冷却等）； • （7） 位置处理； • （8） 显示； • （9） 自诊断处理。 • CNC系统的工作过程是依靠软件在硬件的支持下进行的。
• 7.1.5 CNC系统的优点
CNC系统具有： 很高的柔性和通用性； 数控功能丰富； 可靠性高； 使用维护方便； 易于实现机电一体化。
数控技术概述课件PPT课件( 20页)
先进制造 系统
目前的先进制造系统主要指柔性制造单元 （FMC）、柔性制造系统(FMS)、集成制造 系统(CIMS)。而其核心是生产加工设备的数 控化、柔性化、精密化。
第一章 数控机床概论
1.4 先进制造系统
数控技术
柔性制造 系统
单机数控加工（使用一台数控机床 进行加工，较简单，但应用最广）
柔性单元加工（人参与最少但可以对 同一族内的不同零件自动化加工）
利于生产 采用数字信号与标准代码为控制信息，易于实
管理现代 现标准化加工，同时采用计算机辅助设计与制
化
造（CAD/CAM）是现代化集成技术的基础。
目前数控技术在向高速化、多功能、智能化、高 速度化、高可靠性发展。
第一章 数控机床概论
1.4 先进制造系统
数控技术
起因
目前的机械制造中，75%的是单件小批量生 产，而传统的生产组织原则不仅自动化程度 低，而且劳动强度大、生产周期长、成本高、 质量不稳定。而先进制造系统的采用，是生 产发展的需要。
数控技术
课程概述
第一章 数控机床的概论 第二章 数控机床种类 第三章 数控机床结构组成 第四章 数控机床编程 第五章 数控加工中心的实
际操作与加工 第六章 关于CAXA
1.1 数控机床的产生 数控机床的产生 数控技术概念
1.2 数控机床的组成 1.3 数控机床的特点 1.4 先进制造系统
课程概述
的编制
课程概述
第一章 数控机床概论 第二章 数控机床种类 第三章 数控机床结构组成 第四章 数控机床编程 第五章 数控加工中心的实
际操作与加工 第六章 关于CAXA
5.1 加工中心的操作 5.2 加工中心的编程
实例 5.3 加工中心的维护
数控系统整套课件完整版电子教案最全ppt整本书课件全套教学教程(最新)
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第二节 数控系统的分类
数控机床的品种很多，可以从几个不同的角度对数控系统 进行分类。
一、按被控制机床的运动方式分类
1.点位控制数控系统 如图1-4所示，点位控制是指数控系统只控制刀具或工作台
从一点移至另一点的准确定位，然后进行定点加工，而点与 点之间的路径不需控制。采用这类控制的有数控钻床、数控 镗床和数控坐标镗床等。
个以上坐标方向的联合运动。为了使刀具按规定的轨迹加工 工件的曲线轮廓，数控装置具有插补运算的功能，使刀具的 运动轨迹以最小的误差逼近规定的轮廓曲线，并协调各坐标 方向的运动速度，以便在切削过程中始终保持规定的进给速 度。采用这类控制的有数控铣床、数控车床、数控磨床和加 工中心等。
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第一节 数控技术的基本概念
6.检测装置 在半闭环和闭环伺服控制装置中，使用位置检测装置间接
或直接测量执行部件的实际进给位移，并与指令位移进行比 较，按闭环原理，将其误差转换放大后控制执行部件的进给 运动。常用的位移检测元件有脉冲编码器、旋转变压器、感 应同步器、光栅及磁栅等。
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第一节 数控技术的基本概念
2.输入装置 输入装置的作用是将程序载体上的数控代码信息转换成相
应的电脉冲信号传送至数控装置的内存储器。输入装置最早 使用光电阅读机，以后大量使用磁记录原理的磁带机和软盘 驱动器。还可以通过数控装置控制面板上的输入键，按工件 的程序清单用手工方式直接输入内存储器(MDI方式)，也可 以用通信方式由计算机直接传送给数控装置。 光电阅读机(如图1-3所示)曾经在程序输入中发挥过重要作 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。
第二节 数控系统的分类
数控机床的品种很多，可以从几个不同的角度对数控系统 进行分类。
一、按被控制机床的运动方式分类
1.点位控制数控系统 如图1-4所示，点位控制是指数控系统只控制刀具或工作台
从一点移至另一点的准确定位，然后进行定点加工，而点与 点之间的路径不需控制。采用这类控制的有数控钻床、数控 镗床和数控坐标镗床等。
个以上坐标方向的联合运动。为了使刀具按规定的轨迹加工 工件的曲线轮廓，数控装置具有插补运算的功能，使刀具的 运动轨迹以最小的误差逼近规定的轮廓曲线，并协调各坐标 方向的运动速度，以便在切削过程中始终保持规定的进给速 度。采用这类控制的有数控铣床、数控车床、数控磨床和加 工中心等。
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第一节 数控技术的基本概念
6.检测装置 在半闭环和闭环伺服控制装置中，使用位置检测装置间接
或直接测量执行部件的实际进给位移，并与指令位移进行比 较，按闭环原理，将其误差转换放大后控制执行部件的进给 运动。常用的位移检测元件有脉冲编码器、旋转变压器、感 应同步器、光栅及磁栅等。
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第一节 数控技术的基本概念
2.输入装置 输入装置的作用是将程序载体上的数控代码信息转换成相
应的电脉冲信号传送至数控装置的内存储器。输入装置最早 使用光电阅读机，以后大量使用磁记录原理的磁带机和软盘 驱动器。还可以通过数控装置控制面板上的输入键，按工件 的程序清单用手工方式直接输入内存储器(MDI方式)，也可 以用通信方式由计算机直接传送给数控装置。 光电阅读机(如图1-3所示)曾经在程序输入中发挥过重要作 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。
数控系统基本概念PPT(30张)
部输入的、描述了机床加工过程的程序称为数控加工程序。 数控加工程序记载了机床加工所需要的各种信息，包括： ① 轨迹信息：几何形状和几何尺寸； ② 工艺信息：进给速度、主轴转速、刀具号和补偿号等； ③ 开关命令：主轴正反转、换刀、开/关切削液和装/卸工件等等； 数控加工程序被记录在各种信息载体上，主要有：穿孔纸带、磁带、磁盘
（2）全闭环数控系统 带有位置检测反馈回路、位置检测装置直接安装在机床移动部件上的控制系 统。特点： ① 以直流电机或交流电机为驱动部件； ② 可以自动补偿电气控制误差和机械传动链的机械传动误差。 优点：控制精度高，运动速度高，驱动力矩大。 缺点：控制复杂，稳定性不好，调试维修困难，价格昂贵 。 应用：高精度数控机床。
最后，数控装置输出实际控制信号，使相应的执行部件产生相应的动作。
可见，数字控制系统都是由输入、决策与输出三个环节组成的。
（3）数控机床 数控系统与被控机床本体的结合体称为数控机床。 根据机床本体的不同类型，数控机床也被分为相应的类型。例如数控车床、
数控铣床、数控加工中心、数控线切割机床等等。 数控机床是典型的机电一体化产品。
（3）刀架相关点C 刀架相关点是刀架上的一个固定位置点，用于测量刀具参数，即刀具切削 点相对于刀架相关点的位置偏移量。
数控加工程序中指定的坐标值和系统显示的坐标值都是指刀架相关点的当 前坐标位置。当加工开始后，系统将根据刀具参数进行相应的刀具补偿计算。
当机床回参考点后，刀架相关点C将与机床参考点R重合。
制，换刀装置的换刀控制，工件装夹系统的装/卸控制，冷却、液压、气动、 润滑系统的逻辑控制以及机床的其他辅助功能。
机床电器控制装置的具体形式有两种：一是继电器控制装置；二是可 编程逻辑控制器。
（6）机床本体 根据不同的加工方式，机床本体可以是车床、铣床、钻床、镗床、磨床、 加工中心以及电加工机床等等。
（2）全闭环数控系统 带有位置检测反馈回路、位置检测装置直接安装在机床移动部件上的控制系 统。特点： ① 以直流电机或交流电机为驱动部件； ② 可以自动补偿电气控制误差和机械传动链的机械传动误差。 优点：控制精度高，运动速度高，驱动力矩大。 缺点：控制复杂，稳定性不好，调试维修困难，价格昂贵 。 应用：高精度数控机床。
最后，数控装置输出实际控制信号，使相应的执行部件产生相应的动作。
可见，数字控制系统都是由输入、决策与输出三个环节组成的。
（3）数控机床 数控系统与被控机床本体的结合体称为数控机床。 根据机床本体的不同类型，数控机床也被分为相应的类型。例如数控车床、
数控铣床、数控加工中心、数控线切割机床等等。 数控机床是典型的机电一体化产品。
（3）刀架相关点C 刀架相关点是刀架上的一个固定位置点，用于测量刀具参数，即刀具切削 点相对于刀架相关点的位置偏移量。
数控加工程序中指定的坐标值和系统显示的坐标值都是指刀架相关点的当 前坐标位置。当加工开始后，系统将根据刀具参数进行相应的刀具补偿计算。
当机床回参考点后，刀架相关点C将与机床参考点R重合。
制，换刀装置的换刀控制，工件装夹系统的装/卸控制，冷却、液压、气动、 润滑系统的逻辑控制以及机床的其他辅助功能。
机床电器控制装置的具体形式有两种：一是继电器控制装置；二是可 编程逻辑控制器。
（6）机床本体 根据不同的加工方式，机床本体可以是车床、铣床、钻床、镗床、磨床、 加工中心以及电加工机床等等。
计算机数控系统 PPT课件
位
入
出示
断码
偿度补
控
程
程程
程程
计控程
程
序
序序
序序
算制序
序
CNC软件的构成
5.1 概述
5.2 CNC系统的 硬件结构
5.3 CNC系统的 软件结构
5.4 CNC系统的 插补原理
5.5 CNC系统的 刀具补偿和加减 速控制
目录页
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数控技术 第五章 计算机数控(CNC)系统
三、CNC装置的工作原理
调运动的自动控制 系统，是一种配有 专用操作系统的计 算机控制系统。
5.5 CNC系统的 刀具补偿和加减 速控制
目录页
从外部特征来
看，CNC系统是
由硬件（通用硬件
和专用硬件）和软 件（专用）两大部 分组成的。 5
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数控技术 第五章 计算机数控(CNC)系统
二、CNC装置的结构
目录
5.4 CNC系统的插补原理
一、概述 二、脉冲增量插补 三、数据采样插补
5.5 CNC系统的刀具补偿和加减速控制
一、刀具补偿 二、C功能刀具半径补偿 三、CNC系统的加减速控制
5.1 概述
5.2 CNC系统的 硬件结构
5.3 CNC系统的 软件结构
5.4 CNC系统的 插补原理
5.5 CNC系统的 刀具补偿和加减 速控制
一、CNC系统软硬件的分工 二、CNC系统控制软件的特点 三、CNC系统的软件结构
5.1 概述
5.2 CNC系统的 硬件结构
5.3 CNC系统的 软件结构
5.4 CNC系统的 插补原理
2024版数控ppt课件完整版
2024/1/25
35
数控机床的故障诊断与排除方法
液压与气动故障
如液压泵故障、气路堵塞等。
观察法
通过观察机床运行状态、听取异常声响等方式判断故障部位。
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36
数控机床的故障诊断与排除方法
测量法
使用测量仪器对机床各部位进行检测，分析故障原因。
替换法
通过替换疑似故障部件的方式，逐步缩小故障范围。
2024/1/25
30
数控机床的日常维护与保养
日常维护
1
2
每天工作结束后，清理机床表面铁屑、冷却液等 杂物。
3
检查各部件紧固情况，及时处理松动现象。
2024/1/25
31
数控机床的日常维护与保养
• 定期更换切削液，清洗切削液箱和过滤器。
2024/1/25
32
数控机床的日常维护与保养
定期保养
定期清理电气柜内灰尘，检查接线端子紧固情况。
2024/1/25
21
04
数控加工工艺与刀具选择
2024/1/25
22
数控加工工艺的制定原则
先粗后精原则 先进行粗加工，再进行精加工，逐步 提高加工精度。
一次装夹原则
尽可能在一次装夹中完成多道工序， 减少装夹次数，提高加工效率。
2024/1/25
工序集中原则
将相互关联的加工工序集中在一起进 行，便于保证加工精度和提高生产效 率。
适的刀具和切削参数。
根据加工精度选择 不同的加工精度需要不同的刀具结构 和精度等级，因此需要根据加工精度 选择合适的刀具。
根据机床性能选择 不同的机床具有不同的性能和加工能 力，需要选择适合机床性能的刀具和 切削参数。
第3章计算机数控系统精品PPT课件
3.5 CNC装置的硬件结构
图3－4CNC 系统硬件框图
3.5 CNC装置的硬件结构
（1）计算机主板和系统总线(母板)
计算机主板是CNC装置的核心。其功能结构： – CPU及其外围芯片； – 内存单元、cache及其外围芯片； – 通讯接口(串口，并口，键盘接口)。 – 软、硬驱动器以及光驱的接口
3.3 CNC装置的优点
2. 数控功能丰富
插补功能：二次曲线插补、样条插补、空 间曲面插补 补偿功能：运动精度补偿、随机误差补偿、 非线性误差补偿等 人机对话功能：加工的动、静态跟踪显示， 高级人机对话窗口 编程功能：G代码、蓝图编程、部分自动编 程功能。
3.3 CNC装置的优点
3. 可靠性高
CNC装置采用集成度高的电子元件、芯片、 采用VLSI本身就是可靠性的保证。 许多功能由软件实现，使硬件的数量减少。 丰富的故障诊断及保护功能(大多由软件实 现)，从而可使系统的故障发生的频率和发 生故障后的修复时间降低。
3.5 CNC装置的硬件结构
1、概述
CNC装置从它的硬件组成结构来看，
若从系统中含有中央处理器（CPU）的多
少来多看机，系统可分为:
共享总线结构
共享存储器结构
3.5 CNC装置的硬件结构
• 单机系统: 整个CNC装置只有一个CPU，它 集中控制和管理整个系统资源，通过分时 处理的方式来实现各种NC功能。
• 多机系统: CNC装置中有两个或两个以上的 CPU，即系统中的某些功能模块自身也带有 CPU。
3.5 CNC装置的硬件结构
根据部件间的相互关系又可将其分为 主从结构 多主结构 分布式结构
3.5 CNC装置的硬件结构
2、单机或主从结构模块的功能介绍
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管理
控制
输 I/ 显 诊 通 译 刀
O
具
处
补
入 理示断 讯码偿
速 插位
度
置
处
控
理 补制
CNC装置软件任务分解
输入
显示
位控
诊断
I/O
译码
插补
刀补
速度处理
位控
软件任务的并行处理
13
（2）并行处理
并行处理： 是指计算机在同一时刻或同一时间间隔内完成两种或两种以 上性质相同或不相同的工作。并行处理的优点是提高了运行速度。
22
2、 CNC装置的体系结构
CNC装置的体系结构分为：单微处理机和多微处理 机系统，中 高档的CNC装置以多微处理机结构为多。 ■ 单微处理机结构:见下图 ■ 多微处理机CNC装置的结构：分为紧耦合和松耦 合 紧耦合主要指共享总线、共享存储器； 松耦合主要有分布式结构
并行处理的分类：
V
“资源重叠的流水处理”和“资S 源分时共享” 资源共享：
根据“分时共享”的原则，使多个用户按时间顺序使用同一套设备。 时间重叠：
根据流水线处理技术，使多个处理过程在时间上相互错开，轮流使用 同一套设备的几个部分。
14
1）资源分时共享并行处理（对单一资源的系 统）
➢ 在单CPU结构的CNC系统中，可采用“资源分时 共享”并行处理技术。
3）硬件故障中断 种硬件故障检测装置发出的中断。
4）程序性中断 程序中出现的异常情况的报警中断。
（2）CNC系统中断结构模式
1）前后台软件结构中的中断模式 2）中断型软件结构中的中断模式
初始化 背景程序
实施中断 程序
20
三、 CNC系统的硬件构成
21
1、 CNC系统的外部硬件构成
从CNC系统的外部硬件构成上看，一般可以分 为键盘、显示器、主机单元、控制单元和功率模块 几个部分。
状态。
6
零件加 工程序
输入
译码
M、S、T 等辅助信息
PLC
G、F等几何、 工艺信息
预处理
机床电气
插补运算
伺服控制 电机
检测 反馈
7
1）基本功能
➢控制功能 ➢G功能 ➢插补功能 ➢主轴功能 ➢M功能 ➢刀具功能 ➢补偿功能 ➢显示功能
CNC系统的功能
8
2）先进功能
➢模拟加工功能 ➢监测和诊断功能 ➢动力刀具和C轴功能 ➢虚拟轴功能 ➢DXF图形文件支持功能 ➢循环加工功能 ➢测量检验功能 ➢自适应控制功能
9
二、 CNC装置的软件结构
10
1、 软件结构特点
1. CNC装置软件硬件的界面
纸 带
第一种 硬件
输
插补
入
准备
软件
插
位
补
控
硬件
纸
输
插补
插
位
速
电
带
入
准备
补
控
控
机
测量
第二种 硬件 第三种 硬件
软件 软件
硬件
硬件
三种典型的软硬件界面关系
11
2. 系统软件的内容及结构类型
系统软件的组成：（管理和控制）
系统控制软件
录放
管理软件 控制软件
输
输显
诊译
补速插
位
入
出示
断码
偿度补
控
程
程程
程程
计控程
程
序
序序
序序
算制序
序
图4.1 CNC软件的构成
4
3、简要工作过程：
1）输入： 输入内容——零件程序、控制参数和补偿数据。 输入方式——穿孔纸带阅读输入、磁盘输入、光盘输
入、手健盘输入，通讯接口输入及连接上级计算机的 DNC接口输入 2）译码：以一个程序段为单位，根据一定的语法规则解 释、翻译成计算机能够识别的数据形式，并以一定的 数据格式存放在指定的内存专用区内。 3）数据处理：包括刀具补偿，速度计算以及辅助功能的 处理等。
2
CNC装置的组成和工作原理
数控加工程序
应用软件
控制软件
管理软件 操作系统
硬件
被控设备
接
口
机床 机器人
测量机
......
CNC系统平台
3
1. 硬件结构: CPU，存储器，总线、外设等。
2. 软件结构：是一种用于零件加工的、实时控制的、特殊的（或称
专用的）计算机操作系统。
初始化
编辑
存储
系统
程序管理
5
4）插补：插补的任务是通过插补计算程序在一条曲 线的已知起点和终点之 间进行“数据点的密化工作”。
5）位置控制：在每个采样周期内，将插补计算出的 理论位置与实际反馈位 置相比较，用其差值去控制进给伺服电机。
6）PLC处理：处理CNC装置与机床之间的信息。 7）显示：零件程序、参数、刀具位置、机床状态等。 8）诊断：检查一切不正常的程序、操作和其他错误
中断级别高
插补
输入
准备
键盘
中断级别低
资源（CPU）分时共享图
16
➢ 资源分时共享技术的特征
✓ 在任何一个时刻只有一个任务占用CPU； ✓ 在一个时间片（如8ms或16ms）内，CPU并行地执行
V
了两个或两个以上的任S 务。
因此，资源分时共享的并行处理只具有宏观上的意 义，即从微
观上来看，各个任务还是逐一执行的。
17
➢ 流水处理技术的涵义
流水处理技术是利用重复的资源（CPU），将一个大 的任务分成若干个子任务(V 任务的分法与资源重复的多
S
少有关)，这些小任务是彼此关系的，然后按一定的顺 序安排每个资源执行一个任务，就象在一条生产线上分 不同工序加工零件的流水作业一样。
18
空 间
空
输输输
间
出出出
输
输
出
出V
S
CPU1 1 2 3 1 2 3
t
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2t
时间
CPU3
333
CPU2
222
CPU1 1 1 1
t t+△t 时间
顺序处理
并行处理
流水处理技术示意图
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4. 实时中断处理
（1）CNC系统的中断类型
1）外部中断：纸带光电阅读机中断，外部监控中断和键盘操作面板输入
中断。 V
2）内部定时中断：插补周期定时S 中断和位置采样定时中断。
计算机数控系统
1
一、 CNC系统的组成
从自动控制的角度来看，CNC系统是一种位 置（轨迹）、速度（还包括电流）控制系统， 其本质上是以多执行部件(各运动轴)的位移量、 速度为控制对象并使其协调运动的自动控制系 统，是一种配有专用操作系统的计算机控制系 统。
从外部特征来看，CNC系统是由硬件（通用 硬件和专用硬件）和软件（专用）两大部分组 成的。
管理部分：输入、I/O处理、通讯、显示、诊断以及加工程序的编制管理
等程序。
V
S
控制部分：译码、刀具补偿、速度处理、插补和位置控制等软件。
管理方式：
单微处理机数控系统：前后台型和中断型的软件结构。 多微处理机数控系统：将微处理机作为一个功能单元
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3. 多任务并行处理
（1）CNC装置的多任务性
CNC装置
➢ 资源分时共享——在规定的时间长度（时间片） V 内，根据各任务实S 时性的要求，规定它们占用 CPU的时间，使它们分时共享系统的资源。
➢ “资源分时共享”的技术关键： 其一：各任务的优先级分配问题。
其二：各任务占用CPU的时间长度，即
时间片的分配问题。 15
初始化
显示
诊断
I/O V 处理 S
插补 位控