数控原理与系统-1

（4） 能否运行流行的软件而不降低机床的性能；
（5） 能否安装从不同商家得到的流行硬件；
第四节 数控系统的发展趋势
（6）设计或第三方开发者能否应用标准工具和 文件格式、编程接口建立用户实时的应用；
（7）能否修改所有级别的控制软件；
（8）控制商家能否提供文件格式的开发工具，允许访问 系统的所有级别？
第三节 数控系统的分类
目前，数控机床的品种齐全，规格繁多。 为了研究的方便起见，可以从不同的角度对 数控机床进行分类，常见的有以下几种分类 方法：
一、按控制轨迹的特点分类
1. 点位控制数控机床 (图1-4 点位控制) 2. 直线控制数控机床 (图1-5 直线控制) 3. 轮廓控制数控机床 (图1-6 轮廓控制)
第一节 数控系统的基本概念
一、 数控与数Leabharlann Baidu系统(机床)
数字控制（NC） 数控系统（NCS） 数控装置（NCU） 计算机数控（CNC）
第一节 数控系统的基本概念
二、数控系统(机床)的特点 1． 适应性(柔性)强 2． 可靠性高 3． 易于实现多功能复杂程序控制 4． 具有较强的网络通信功能 5． 具有自诊断功能
第二节 数控系统的组成及工作过程
一、 数控系统的组成
图1-1是数控机床的组成框图。数控机床一般由输入 输出设备、数控装置、主轴和进给伺服单元、PLC及 其接口电路和机床本体等几部分组成。除了机床本体 以外的部分统称为数控系统，数控装置是数控系统的 核心。 1． 输入/输出装置(设备) 2． 数控装置 3． 伺服驱动装置 4． 辅助控制装置 5． 检测装置 6． 机械部件(机床本体）
第二节 数控系统的组成及工作过程
操作 面板
输入 设备
输出 设备
P
数
L C
控
装
置
接口电路
机
主轴 伺服
主轴 电机
床
本
进给伺 进 给 服单元 电机
体
位置
检测
图1-1 数控机床的逻辑组成
第二节 数控系统的组成及工作过程
第二节 数控系统的组成及工作过程
图1-2 FANUC 系列 150i B型数控装置
第二节 数控系统的组成及工作过程
二、 数控系统的工作过程
数控 装置
伺服 系统
加工程序
零件图
数控系统 图1-3 数控系统工作过程
机床
第二节 数控系统的组成及工作过程
用数控机床加工工件时，首先由编程人员按照零 件的几何形状和加工工艺要求将加工过程编成加工程 序。数控系统读入加工程序后，将其翻译成机器能够 理解的控制指令，再由伺服系统将其变换和放大后驱 动机床上的主轴电机和进给伺服电机转动，并带动机 床的工作台移动，实现加工过程。数控系统实质上是 完成了手工加工中操作者的部分工作。
第四节 数控系统的发展趋势
1996年，美国HP公司在东京日本国际机床展览会上 展出了开放式数控系统OAC500；HP公司对开放式数控系 统提出了12个方面的判别准则：
（1） 是否基于工业标准硬件平台和总线结构；
（2） 运动控制软件是否采用工业标准的开放操作系统；
（3） 能否采用流行的硬件和软件与工厂的网络相连接；
数控原理与系统
第一章 数控系统概述 第二章 数控系统程序输入与通信 第三章 插补原理与刀具补偿原理 第四章 计算机数控装置 第五章 伺服系统 第六章 位置检测装置 第七章 数控系统中的PLC控制 第八章 数控系统的连接
第一章 数控系统概述
第一节 数控系统基本概念 第二节 数控系统的组成及工作过程 第三节 数控系统的分类 第四节 数控系统的产生、类型及发展趋势
图1-7 开环数控系统的结构图
第三节 数控系统的分类
2． 闭环控制数控机床
图1-8 闭环数控系统的结构图
第三节 数控系统的分类
3． 半闭环控制数控机床
图1-9 半闭环数控系统结构图
第三节 数控系统的分类
三、按制造方式分类 1. 通用型数控系统 2. 专用型数控系统
第三节 数控系统的分类
四、按功能水平分类
第四节 数控系统的发展趋势
4． 开放式数控系统 随着数控技术的发展，数控系统变得越来越复杂，暴露出 许多自身固有的缺陷。最大的问题是，这些数控系统都是专门 设计的，它们具有不同的编程语言、非标准的人机接口、多种 实时操作系统、非标准的硬件接口等，这些缺陷造成了数控系 统使用和维护的不便，也限制了数控技术的进一步发展。为了 解决这些问题，人们提出了“开放式数控系统”的概念。这个 概 念最早见于1987年美国的 NGC (Next Generation Controller) 计划， NGC控制技术通过实现基于相互操作和分级式的软件模 块的 “开放式系统体系结构标准规范（SOSAS）”找到解决问 题的办法。一个开放式的系统体系结构能够使供应商为实现专 门的最佳方案去定制控制系统。由于这样一个富有哲理的概念 作为NGC计划的奠基石，NGC代表了下一代控制技术。
第四节 数控系统的发展趋势
一、 数控技术与数控机床的产生与发展 1952年，美国帕森斯公司（Parsons Co.）和麻省理工学院
（MIT）共同合作，研制出第一台三坐标数控铣床。 1.数控（NC)阶段
2.计算机数控（CNC)阶段
第四节 数控系统的发展趋势
二、现代数控系统类型 1. 普及型数控系统 （1）多CPU数控系统 （2）模块化数控系统 （3）智能化数控系统 2.PC嵌入NC结构式数控系统 3.NC嵌入PC结构式数控系统 4.开放式数控系统 5.网络化数控系统
1. 高级型数控系统 2. 普及型数控系统 3. 经济型数控系统
第三节 数控系统的分类
表1.1 数控系统的功能分类
性能 CPU位 联动轴 分辨率
类别 数 数
(um)
高级型 32 5
<0.1
普及型 16 3
0.1~10
经济型 8
<3
<10
进给速度 (m/min) >24
10~24
<10
显示
三维 动态 字符/ 图形 字符
第三节 数控系统的分类
图1-4 点位控制
第三节 数控系统的分类
图1-5 直线控制
第三节 数控系统的分类
图1-6 轮廓控制
第三节 数控系统的分类
联动轴数 （1）两轴联动 （2）两轴半联动 （3）三轴联动 （4）四轴联动 （5）五轴联动
第三节 数控系统的分类
二、按伺服系统的类型分类 1． 开环控制数控机床
（9）对于I/O接口，控制器是否使用了标准的现场总线？