数控原理与系统-1
数控原理
《数控原理与数控系统》
2、输入/输出装置(Input/Output unit)
早期：纸带阅读机/纸带穿孔机 现代： ①直接由操作人员通过手动数据输入（MDI）键盘输入零件程序， 并且通过CRT给操作者提供信息； ②软驱、FLASH卡、USB接口 ③采用通信方式进行零件程序的输入/输出。
《数控原理与数控系统》
1.1
第一章 绪论 基本概念 1.1.1 1.1.2 数控机床的产生背景 数控系统的发展
1952年，美国帕森斯公司和麻省理工学院研制成功了世界上第一台 数控机床。半个世纪以来，数控技术得到了迅猛的发展，加工精度和生 产效率不断提高。数控机床的发展至今已经历了两个阶段和六代 。
数控（NC）阶段（1952——1970）
《数控原理与数控系统》
方块图（Block diagram）
伺服驱动 装置
程序 载体 输入 装置 数控 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
《数控原理与数控系统》
工作过程图示（Illustration）
《数控原理与数控系统》
工作过程描述(Description)
第一章 绪论
本章学习目标 • 通过本章学习，学生可建立数控的基本概念，了 解数控技术的发展过程及其发展趋势，掌握微机 数控系统的组成，具备识别数控机床和普通机床 的能力，了解数控系统与现代制造系统。通过本 章的学习，应掌握以下内容： • 机床数字控制的原理 • 数控系统的组成 • 理解不同控制方式的特点
1.1
基本概念 1.1.3 数控系统的组成
图1-1 数控系统组成框图
《数控原理与数控系统》
1.1
基本概念 数控系统的分类
《数控原理与系统》授课教案
《数控原理与系统》授课教案第一章：数控技术概述1.1 课程介绍解释数控技术的定义和基本概念强调数控技术在制造业中的应用和重要性1.2 数控系统的组成与工作原理介绍数控系统的各个组成部分及其功能解释数控系统的工作原理和操作流程1.3 数控编程基础介绍数控编程的基本概念和常用指令讲解数控编程的格式和编程方法1.4 数控加工工艺介绍数控加工的基本工艺和特点探讨数控加工的适用范围和优势第二章：数控机床与数控系统2.1 数控机床的分类与结构解释数控机床的分类和特点介绍数控机床的主要结构和部件2.2 数控系统的硬件与软件讲解数控系统的硬件组成及其功能介绍数控系统的软件配置和编程系统2.3 CNC装置及其功能解释CNC装置的定义和作用探讨CNC装置的主要功能和性能指标2.4 数控系统的故障诊断与维修介绍数控系统故障诊断的方法和步骤讲解数控系统故障排除和维修技巧第三章：数控编程与操作3.1 数控编程的基本方法讲解数控编程的基本方法和步骤探讨数控编程中的坐标系和运动指令3.2 数控加工工艺参数的选择介绍数控加工工艺参数的选取方法和原则强调工艺参数对加工质量和效率的影响3.3 数控机床的操作与维护讲解数控机床的操作步骤和注意事项介绍数控机床的维护保养方法和技巧3.4 数控加工实例分析提供数控加工实例，分析其编程和操作过程讨论加工实例中的问题和解决方案第四章：数控系统的维修与调试4.1 数控系统的维修与故障诊断介绍数控系统维修的重要性和目的讲解数控系统故障诊断的方法和技巧4.2 数控系统的调试与优化解释数控系统调试的意义和目的探讨数控系统调试的方法和优化技巧4.3 数控系统的硬件故障维修讲解数控系统硬件故障的常见原因和维修方法强调硬件维修中的安全注意事项4.4 数控系统的软件故障排除介绍数控系统软件故障的常见原因和排除方法探讨软件故障排除的技巧和经验第五章：数控技术的发展与应用5.1 数控技术的历史与发展趋势回顾数控技术的发展历程和重要事件探讨数控技术的发展趋势和未来展望5.2 数控系统的应用领域介绍数控技术在制造业中的应用领域和实例强调数控技术对产业升级和智能制造的贡献5.3 数控技术的创新与研究讲解数控技术在科研和创新中的重要作用探讨数控技术的创新研究方向和技术挑战5.4 数控技术的产业化与市场需求分析数控技术的产业化进程和市场现状预测数控技术产业的发展前景和市场需求第六章：计算机数控（CNC）系统6.1 CNC系统的基本原理解释CNC系统的工作原理和核心功能探讨CNC系统与传统机床的区别6.2 CNC系统的硬件结构介绍CNC系统硬件的主要组成部分，如控制单元、驱动单元、检测单元等讲解各部分硬件的功能和相互之间的关系6.3 CNC系统的软件结构阐述CNC系统软件的组成和作用介绍常见的CNC系统软件及其特点6.4 CNC系统的参数设置与优化讲解CNC系统参数设置的方法和注意事项探讨CNC系统参数优化技巧及其对加工质量的影响第七章：数控编程语言与功能指令7.1 数控编程语言概述介绍数控编程语言的分类和特点解释数控编程语言的作用和重要性7.2 常用数控编程指令讲解数控编程中的常用指令及其功能探讨指令的使用方法和注意事项7.3 用户宏程序与子程序介绍用户宏程序和子程序的概念及其应用讲解宏程序和子程序的编写方法和调用方式7.4 数控编程实例解析提供典型数控编程实例，分析其编程思路和技巧讨论实例中的问题及其解决方法第八章：数控加工工艺与刀具选择8.1 数控加工工艺基础介绍数控加工工艺的概念和特点解释数控加工工艺的作用和重要性8.2 数控加工工艺参数选择讲解数控加工工艺参数的选择方法和原则强调工艺参数对加工质量、效率和成本的影响8.3 刀具选择与补偿介绍刀具选择的原则和注意事项讲解刀具补偿的概念和作用8.4 典型数控加工工艺分析分析典型数控加工工艺的特点和应用场景讨论加工工艺在实际生产中的应用经验第九章：数控仿真与编程软件9.1 数控仿真软件概述介绍数控仿真软件的功能和作用解释数控仿真软件在数控编程与培训中的应用价值9.2 常用数控仿真软件及其特点讲解常用数控仿真软件的界面、功能和操作方法探讨各软件的优势和适用场景9.3 数控编程软件与后处理介绍数控编程软件的功能和作用讲解后处理的概念及其在数控编程中的应用9.4 数控仿真与实际加工对比分析分析数控仿真与实际加工的差异及其原因探讨如何提高数控仿真与实际加工的吻合度第十章：数控技术的创新与应用案例10.1 数控技术在航空航天领域的应用介绍数控技术在航空航天制造中的应用案例强调数控技术在航空航天领域的重要作用10.2 数控技术在汽车制造业的应用讲解数控技术在汽车制造中的应用案例和优势探讨数控技术在汽车制造业的发展趋势10.3 数控技术在模具制造业的应用介绍数控技术在模具制造中的应用案例解释数控技术对模具制造业的影响和改变10.4 数控技术在能源行业的应用探讨数控技术在能源行业（如风力发电、石油化工等）的应用案例分析数控技术在能源行业中的重要作用和前景第十一章：数控系统的现代发展趋势11.1 精密加工与微细加工探讨数控技术在精密加工与微细加工领域的发展趋势分析精密加工与微细加工技术在现代制造业中的应用11.2 高速数控加工技术介绍高速数控加工技术的概念及其重要性讲解高速数控加工技术的关键技术和应用案例11.3 智能数控系统与解释智能数控系统的定义和特点探讨在数控系统中的应用和发展趋势11.4 网络化数控与远程加工讲解网络化数控技术的概念和应用探讨远程加工技术的原理和实际应用案例第十二章：数控系统的安全操作与维护12.1 数控系统的安全操作规程讲解数控系统的安全操作规程和注意事项强调操作人员应具备的安全意识和技能12.2 数控系统的日常维护与保养介绍数控系统的日常维护保养内容和方法讲解维护保养对数控系统性能和寿命的影响12.3 数控系统的故障预防与处理探讨数控系统故障的预防措施和处理方法讲解故障处理的一般步骤和注意事项12.4 数控系统的安全管理与培训解释数控系统安全管理的重要性探讨数控系统培训的内容和方式，以及培训效果的评估第十三章：数控技术在教育与培训中的应用13.1 数控技术教育的目标与内容讲解数控技术教育的目标及其在现代教育中的重要性介绍数控技术教育的主要内容和教学方法13.2 数控技术培训与认证解释数控技术培训的作用和重要性介绍数控技术培训的类型、方法和认证体系13.3 数控技术教育与实际应用的结合探讨数控技术教育与实际应用之间的联系和差距讲解如何提高数控技术教育与实际应用的结合程度13.4 数控技术教育的发展趋势与挑战分析数控技术教育的发展趋势及其面临的挑战探讨数控技术教育的发展策略和应对措施第十四章：数控技术在国内外的发展现状与展望14.1 数控技术在国外的发晨现状分析国外数控技术的发展现状及其优势介绍国外数控技术的主要发展国家和研究机构14.2 数控技术在我国的发展现状分析我国数控技术的发展现状及其特点介绍我国数控技术的主要发展地区和龙头企业14.3 数控技术的发展展望探讨数控技术在未来制造业发展中的重要作用讲解数控技术的发展趋势和潜在应用领域14.4 我国数控技术发展的政策与措施分析我国政府对数控技术发展的支持政策和措施介绍我国数控技术发展的重要计划和项目第十五章：综合实践与案例分析15.1 数控技术综合实践项目提供一个或多个数控技术综合实践项目，让学生动手操作强调实践项目的设计原则和实施方法15.2 数控技术案例分析与讨论提供典型数控技术应用案例，进行案例分析与讨论强调案例分析对理解和掌握数控技术的重要性15.3 数控技术实践与创新的结合探讨数控技术实践与创新的联系和相互作用讲解如何将实践经验转化为技术创新和实际应用15.4 数控技术发展的机遇与挑战分析数控技术发展面临的机遇与挑战探讨数控技术发展方向和策略，以应对未来的挑战重点和难点解析1. 数控技术的基本概念、组成、工作原理和应用领域2. 数控编程的基本方法、格式和编程技巧3. 数控系统的硬件结构、软件结构和功能指令4. 数控机床的分类、结构和主要部件5. CNC装置的功能、性能指标和故障诊断与维修6. 计算机数控（CNC）系统的基本原理、硬件结构和软件结构7. CNC系统的参数设置与优化方法8. 数控加工工艺参数的选择、刀具选择与补偿9. 数控仿真与编程软件的功能、操作方法和应用价值10. 数控技术的创新与应用案例，包括航空航天、汽车制造、模具制造和能源行业等领域11. 数控系统的现代发展趋势，如精密加工、高速数控加工、智能数控系统和网络化数控等12. 数控系统的安全操作与维护，包括操作规程、日常维护保养、故障预防与处理以及安全管理与培训13. 数控技术在教育与培训中的应用，包括教育目标、培训类型、认证体系以及实践与创新的结合14. 数控技术在国内外的发展现状与展望，包括国外数控技术发展现状、我国数控技术发展现状和发展趋势、政策与措施等15. 数控技术综合实践项目、案例分析与讨论以及实践与创新的结合。
数控系统的组成及工作原理
数控机床的主轴驱动系统和进给驱动系统，分别采用交、直流主轴电动机、伺 服电动机驱动，这两类电动机调速范围大，并可无级调速，因此使主轴箱、进 给变速及传动系统大为简化，箱体结构简单，齿轮。轴承和轴类零件数量大为 减少甚至不用齿轮，由电动机直接带动主轴或进给丝杠。
4、高传动效率和无间隙传动装置
数控机床在高进给速度下，工作要求平稳，并有高定位精度。因此，对进 给系统中的机械传动装置和元件要求具有高寿命、高刚度、无间隙、高灵 敏度和低摩擦阻力的特点。目前，数控机床进给驱动系统中常用的机械装 置主要有3种：滚珠丝杠副、静压蜗杆——蜗母条机构和预加载荷双齿轮－ 齿条。
机床基础部件又叫机床大件，通常是指床身、底座、立柱、横梁、滑座、工作 台等。它是整台机床的基础和框架。机床的其他零、部件，或者固定在基础件 上，或者工作时在它的导轨上运动。
数控机床机械结构的主要特点
1、高刚度和高抗振性
机床刚度时机床的性能之一，它反映了机床结构抵抗变形的能力。 提高数控机床结构刚度的措施 1）提高机床构件的静刚度和固有频率 改善薄弱环节的结构或布局，以 减少所承受的弯曲载荷和转矩负载。 2）改善机床结构的阻尼特性 3）用新材料和钢板焊接结构 2、减少机床的热变形的影响 3、驱动系统机械结构简化
分辨率是指两个相邻的分散细节之间可以分辨的最小间隔。 数控装置每发出一个脉冲，反映到机床坐标轴上的位移量，通常称为脉冲当量
3、效率指标 1）最高主轴转速和最大加速度
2）最大快移速度 4、可靠性指标
1）平均无故障工作时间 2）平均修复时间 3）固有可用度
二、数控机床的功能 1、控制功能
2、插补功能 3、准备功能 4、进给功能
数控机床的工作原理
数控机床加工工件，首先要将被加工工件的几何信息和工艺信息数字化，用 规定的代码格式编写加工程序，并储存到程序载体，然后用相应的输入装置 将所编的程序指令输入到CNC单元，CNC单元将程序译码、运算之后，向机 床各个坐标的伺服系统和辅助控制装置发出信号，以驱动机床的各运动部件， 并控制所需要的辅助动作，最后加工出合格的工件
机床数控原理与系统
机床数控原理与系统简介机床数控原理与系统是机械制造领域中的重要内容之一。
随着科技的不断发展，机床数控系统在工业生产中起着至关重要的作用。
本文将介绍机床数控原理的基本概念、发展历程以及常见的数控系统构成和工作原理。
机床数控原理的基本概念机床数控原理是指通过计算机控制机床的运动进行加工的一种加工方式。
其基本概念包括：1.机床数控系统：由计算机硬件、软件和相关元件组成的一套用于控制机床运动和加工加工工件的系统。
2.数控编程：将加工工艺和运动控制命令转化为机床数控系统可以理解和执行的指令序列。
3.数控加工：根据数控编程生成的指令序列，通过机床数控系统的控制，实现工件的加工、切削、钻孔等工艺过程。
机床数控原理的发展历程机床数控原理的发展经历了多个阶段：1.1950年代：数控技术开始出现，并逐渐应用于大型机床上。
2.1960年代：随着计算机技术的发展，数控系统逐渐进入实用化阶段，小型机床上开始应用。
3.1970年代：数控系统开始普及，并逐步取代传统的机床操作方式，提高了生产效率和加工精度。
4.1980年代：数控技术进一步发展，出现了多轴、多功能的数控系统和高速加工中心。
5.1990年至今：数控技术与计算机技术、传感器技术的融合，使得机床数控系统更加智能化和自动化。
机床数控系统的构成机床数控系统主要由以下几个部分构成：1.数控设备：包括数控控制器、电机驱动器、传感器等。
2.数控编程和操作界面：用于输入和编辑数控程序，控制机床的运动和加工过程。
3.运动控制系统：负责根据数控程序控制机床各个轴向的运动，如进给轴和主轴。
4.刀具和刀库系统：负责刀具的选取、刀具换装以及刀具状态的监测。
5.冷却液系统：用于冷却和润滑工件和切削刀具。
机床数控系统的工作原理机床数控系统的工作原理可以总结为以下几个步骤：1.数控编程：根据加工工艺和要求，编写数控程序，并通过数控编程软件输入到数控系统。
2.数控系统解释和执行：数控系统解释数控程序中的指令，并根据指令执行相应的运动控制和加工操作。
数控系统的结构和工作原理
伺服放大器，则再从COP10A 到 COP10B。 FANUC 0iC I/O：I/O Link NC上的口为JD1A， 接I/O单元上JD1B，如再有一个I/O单元，从上一
单元JD1A接至下一个单元JD1B。CB104— CB107为4根扁平电缆,每根50芯,通向机床面板和
机床
FSSB和I/O Link体现 FANUC 公司硬件结构思想, 主运动信息和辅助运动信息分离
四、SIEMENS（西门子）802D系统结构
一、数控系统主要部件
数控控制器 伺服（主轴）放大器、电机（反馈） I/O装置 机床
二、数控机床装配过程
1、机床厂选型购置 2、电器、机械连接 3、PLC编程（辅助功能） 4、参数确定（主运动） 5、联调
三、FANUC 0iC 系统的结构
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
FSSB 主运动信息
I/O Link 辅助运动信息
数控原理与系统课程标准
数控原理与数控系统课程标准课程名称：数控原理与系统适用专业：数控技术专业1.课程定位和设计思路1.1课程定位本课程是数控技术专业的一门必修主干核心课程，不仅具有较强的理论性，同时具有较强的实践性。
课程以数控机床为研究对象，研究数字控制系统的工作原理、组成部分及其在数控机床上的应用。
通过本课程的学习应使学生掌握数字控制技术的基本原理和方法，学会数字控制的基本设计或选用一般机械装置的数控系统，并培养学生正确使用数控设备的能力。
本课程在高职数控专门人才的培养中具有重要的地位和作用。
1.2设计思路本课程以培养学生的数控技术的综合应用能力为总目标。
坚持以高职教育培养目标为依据，基于本课程在机电类专业知识、能力构筑中的位置及这门技术的特点，体现“以必需、够用为度”的原则，突出应用能力和综合素质的培养，充分注意“教、学、做”三结合。
学习过程符合学生的认识过程和接受能力，符合由浅入深、由易到难、循序渐进的认识规律。
把创新素质的培养贯穿于教学中。
采用行之有效的教学方法，注重发展学生思维、应用能力。
强调以学生发展为中心，帮助学生学会学习。
在学习中，注意与相关的专业技术“接口”。
理论教学中除了课堂教学外还可以在现场进行教学，这可增加学生对数控机床机构的感性认识。
实践教学以实验形式开展。
通过教学体现：（1）通过对数控系统基本概念、微机数控系统的硬软件构成的学习，了解数控系统的主要工作过程，为后续学习建立感性认知。
（2）以加工程序具体流程为主线，学习加工程序的输入方法；数控加工程序的译码与诊断、软件实现；刀具补偿原理，刀具长度补偿、半径补偿；数控加工程序、进给速度预处理等知识。
（3）数控插补原理算法是数控系统的核心，通过对脉冲增量插补算法、数据采样插补算法、逐点比较法插补原理、数字积分法插补原理、数据采样插补原理的学习，让学生掌握数控加工编程指令是如何通过计算机系统转化为实际运动指令的过程。
（4）学习开环驱动系统、开环驱动系统的工作原理、步进电动机及其性能指标、脉冲驱动电源、脉冲分配与速度控制、传动间隙及传动误差、开环数控系统软件、开环数控系统软件的内容、开环数控系统软件的速度控制、步进电动机环行分配程序、步进电动机自动升降速程序、传动间隙及传动误差软件补偿程序等知识，使学生掌握开环伺服执行机构的基本原理。
数控原理与系统复习文档
第一章A.什么是数控系统？机床数控系统的组成及各部分作用如何？1.数控系统的基本概念：数控是数字控制的简称。
从广义上讲，是指利用数字化信息实控制，也就是利用数控控制技术实现的自动控制系统，其被控对象可以是各种生产过程。
狭义上理解也就是利用数字化信息对机床轨迹和状态实行控制。
2.数控系统的组成：输入/输出装置、数控装置、伺服系统、机床电器控制装置、机床本体。
3.输入装置的作用：将数控加工程序等各种信息输入数控装置，输入的内容及数控系统的工作状态可以通过输出装置观察。
4.数控装置的作用：正确识别和解释数控加工程序，对解释结果进行各种数据计算和逻辑判断处理。
5.伺服系统的作用：按照数控装置发出的位置控制命令和速度控制命令正确驱动机床受控部件的移动。
6.机床电器控制装置的作用：接受数控装置发出的开关，主要完成机床主轴选速、起停和方向控制功能，换刀功能，工件装夹功能，冷却、液压、气动、润滑系统控制功能以及机床其他辅助功能。
7．机床本体的作用：B.简述数控机床坐标系的定义8.标准的数控机床坐标系统采用右手直角笛卡尔坐标系。
C.试简速数控系统的分类及各自的显著特点9.按数控机床运动轨迹分类：点位数控系统、直线数控系统、轮廓数控系统按数控机床伺服系统分类：开环数控系统、全闭环数控系统、半闭环数控系统按数控机床功能水平分类：经济型数控系统、普及型数控系统、高档型数控系统D.简述计算机数控系统的基本工作过程10.输入、译码、诊断、刀补计算、速度处理、插补计算、位置控制E．名词解释CNC---计算机数字控制装置 PLC---可编程逻辑控制器ISO（Internation Standard Organization）---国际标准化组织WOP---面向车间的编程 DNC---分布式数字控制 FMC---柔性制造单元FMS---柔性制造系统CIMS(Computer integrated Manufacturing System)---计算机集成制造系统CAD---计算机辅助设计 CAM---计算机辅助制造 CAPP---计算机辅助工艺过程设计CAQ---计算机辅助质量管理 LAN---工业局域网络TCP/IP ---传输控制协议/网际协议 MAP---制造自动化协议MRP---物料需求计划 ERP（Enterprise Resource Planning）SOSAS(Specificatiao for an Open System Architecture Standard)OSACA（Open System Architecture For Control Within Automation）---开放式系统应包括一组逻辑上可分的部件，部件间的接口及部件与执行平台间的接口要定义完备，并可实现不同开发商开发的部件可协调工作并组成一个完整的控制器OSEC（OSE for Controller）---第二章F．什么是内码？内码是按属性加编码构成的内部代码。
数控技术的原理及应用
数控技术的原理及应用1. 数控技术简介数控技术（Numerical Control）是一种利用数学模型控制机床进行自动加工的技术。
它是机械制造业中的核心技术之一，广泛应用于航空航天、汽车、机械、电子等领域。
本文将介绍数控技术的原理以及在实际应用中的各种场景。
2. 数控技术的原理数控技术的原理基于电脑数学控制，将数学模型转换为机器可以理解的指令，实现机床的自动加工。
数控技术的核心是数控系统，包括硬件和软件两部分。
硬件包括数控机床、传感器、执行机构等设备，而软件包括CAD（计算机辅助设计）软件、CAM（计算机辅助制造）软件和数控系统控制软件。
数控技术通过将CAD 软件中设计好的图形转换为机床可执行的指令，从而实现高精度、高效率的加工过程。
3. 数控技术的应用数控技术在各个行业具有广泛应用，下面列举了数控技术在航空航天、汽车和机械制造等领域的典型应用。
3.1 航空航天•数控技术在航空航天中的应用非常重要，可以大幅提高航空发动机、航空零部件和航天器件等关键零部件的加工精度和质量。
•利用数控技术可以实现航空发动机叶片的精密加工，提高发动机的性能和可靠性。
•数控机床还可以用于制造航天器件的外形和内部结构等复杂部分，提高制造效率和质量。
3.2 汽车制造•在汽车制造过程中，数控技术被广泛应用于汽车零部件的精密加工，如发动机缸体、汽缸盖、汽车底盘等。
•数控机床具备高速、高精度和高稳定性的特点，可以大幅提高汽车零部件的加工质量和生产效率。
•利用数控技术还可以实现复杂曲面零件的加工，提高汽车外观设计的自由度，满足消费者的个性化需求。
3.3 机械制造•数控技术在机械制造中的应用非常广泛，可以加工各种形状和材料的零部件。
•利用数控技术可以实现金属切削加工、薄板零件加工、零件修复等工艺，提高加工精度和生产效率。
•数控机床还可以实现复杂曲线和曲面的加工，满足不同行业和领域对零部件的特殊加工需求。
4. 数控技术的未来发展趋势•随着智能制造和工业4.0的发展，数控技术将在未来得到进一步的应用和发展。
数控原理与系统习题答案
数控原理与系统习题答案数控原理与系统习题答案近年来，随着制造业的快速发展，数控技术在工业生产中的应用越来越广泛。
数控技术作为一种高效、精确的加工方式，为工业制造带来了巨大的变革。
而要学好数控技术，掌握数控原理与系统是非常重要的。
下面是一些数控原理与系统的习题及其答案，希望对广大读者有所帮助。
1. 什么是数控技术？答：数控技术是通过计算机控制机床或其他加工设备进行自动化加工的一种技术。
它通过预先编程的方式，使机床按照设定的路径和速度进行加工，从而实现高效、精确的生产。
2. 数控系统由哪些部分组成？答：数控系统一般由机床主轴驱动系统、运动控制系统、数据输入输出系统和人机界面系统等几个部分组成。
其中，机床主轴驱动系统负责控制机床主轴的转速和方向；运动控制系统负责控制机床各个轴向的运动；数据输入输出系统负责将加工程序输入数控系统，并将加工结果输出；人机界面系统则提供了与数控系统进行交互的界面。
3. 数控系统的主要优势是什么？答：数控系统相比传统的手工操作，具有以下几个主要优势：- 高效性：数控系统能够实现自动化加工，大大提高了生产效率。
- 精确性：数控系统能够按照预定的路径和速度进行加工，保证了加工的精度和一致性。
- 灵活性：数控系统可以根据需要进行编程，适应不同的加工要求。
- 自动化程度高：数控系统能够自动完成加工过程，减少了人力投入。
4. 数控系统中常用的编程语言有哪些？答：数控系统中常用的编程语言有G代码和M代码。
G代码用于控制机床的运动轨迹，如直线插补、圆弧插补等；M代码用于控制机床的辅助功能，如切割液的开关、冷却液的开关等。
5. 数控系统中的坐标系有哪些？答：数控系统中常用的坐标系有绝对坐标系和相对坐标系。
绝对坐标系是以机床坐标系的原点为参考点，确定工件的位置；相对坐标系是以工件上一点为参考点，确定其他点的位置。
6. 数控系统中的插补运动有哪些？答：数控系统中常用的插补运动有直线插补和圆弧插补。
《数控原理与系统》第1章_绪论
伺服驱动 装置
机 床 本 体 位置 检测 装置
图1.3 数控系统的组成结构
第1章 绪论
1.1.2
數控系統的組成結構
Байду номын сангаас
各組成部分的功能
1. 數控裝置 其功能是從輸入裝置接收零件程式，並對其進行解碼、 插補等處理，最後輸出進給信號和主軸啟/停、刀具選擇等輔助 控制信號。 2. 輸入/輸出裝置 是操縱者和數控裝置間的“人—機”介面，用 來輸入編輯零件程式、操作命令，輸出顯示機床工作狀態、工作 座標等資訊。常見的輸入輸出裝置有：CRT顯示/MDI鍵盤、紙帶 閱讀機、上位電腦等。 3. 伺服驅動裝置 用來把數控裝置輸出的信號進行功率放大，以驅 動伺服電動機拖動機床運動。 4. 機床電氣控制邏輯 用來實現主軸起/停、換刀等輔助控制功能， 並零件程式的執行與這些輔助動作同步。 5. 位置檢測裝置 用來檢測工作臺的實際位置，輸出位置回饋資訊， 實現閉環或半閉環位置控制，提高控制精度。
第1章 绪论
1.2 數控技術的產生和發展
1.2.1 數控技術的產生
數控技術是 20 世紀 40 年代後期為適應複雜外形零件 的加工而發展起來的一種自動化技術，其研究起源於飛 機製造業。1949年美國帕森（Parsons）公司接受美國空 軍委託，研製一種計算控制裝置，用來實現飛機、火箭 等複雜零部件的自動化加工，於是Parsons公司提出了用 數字資訊來控制機床自動加工外形複雜零件的設想，並 與美國麻省理工學院(MIT)伺服機構研究所合作，於1952 年研製成功了世界上第一台數控機床 ---- 三座標立式數 控銑床，可控制銑刀進行連續空間曲面的加工，由此拉 開了數控技術研究的序幕。
0112
微型计算机
数控系统
数控原理与系统复习题
数控原理与系统复习题(总17页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--《数控原理与系统》复习题一、教材本课程教材为：王细洋编著，《机床数控技术》，国防工业出版社。
二、复习题（一）填空题1．数控机床一般是由控制介质、数控装置、伺服驱动装置、机床本体等部分组成。
2．数控机床是用数字化代码来控制刀具与工件的相对运动，从而完成零件的加工。
3．标准机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的相互关系用右手直角笛卡尔坐标系决定，增大刀具与工件距离的方向即为各坐标轴的正方向。
4．从结构上看，柔性制造系统主要有两部分组成：一是传递物质的设备，我们称之为物质流；二是传递信息的网络，我们称之为信息流。
5．FMS中文含义是柔性制造系统。
6．数控技术是指用数字化信号对机床运动及其加工过程进行自动控制的一种方法。
7．在整个使用寿命期，根据数控机床的故障频度，数控机床的故障发生规律大致分为三个阶段：早期故障期、偶发故障期、耗损故障期。
8．确定数控机床坐标系时首先要确定Z轴，它是沿提供切削功率的主轴轴线方向。
9．数控机床按控制运动轨迹可分为点位控制、直线控制和轮廓控制等几种。
按控制方式又可分为开环、闭环和半闭环控制等。
10．穿孔带是数控机床的一种控制介质，国际上通用标准有EIA和ISO两种，我国采用的标准是ISO。
11．当数控机床发生故障时，用于诊断出故障源所在范围或具体位置所使用的程序叫作诊断程序，它一般有三种类型：启动诊断、在线诊断、离线诊断。
12．从数控机床故障诊断的内容看。
故障诊断专家系统可以用于三个方面：故障监测、故障分析、决策处理。
13．所谓“插补”就是指在一条已知起点和终点的曲线上进行数据密化的过程。
14．对于以坐标原点为起点的第一象限直线OA ，其偏差函数为：e i e i i y x x y F -=，若0≥i F ，刀具往+X 进给；若0<i F ，刀具往+Y 进给。
数控机床的进给系统原理与自动控制方法
数控机床的进给系统原理与自动控制方法随着科技的不断进步和发展，数控机床已经成为现代制造业中不可或缺的重要设备。
数控机床的进给系统是其核心部件之一，它负责控制工件在加工过程中的进给速度和位置。
本文将介绍数控机床进给系统的原理和自动控制方法。
一、数控机床的进给系统原理数控机床的进给系统原理主要基于数学模型和控制理论。
它通过传感器采集工件的位置信息，再经过信号处理和数据分析，最终控制伺服电机的运动。
进给系统的主要组成部分包括伺服电机、滚珠丝杠、编码器和控制器。
伺服电机是进给系统的驱动源，它能够根据控制器的指令来调整自身的转速和转矩，从而实现工件的进给运动。
滚珠丝杠则负责将伺服电机的旋转运动转化为线性运动，通过滚珠丝杠的螺距和转动角度，可以精确控制工件的进给速度和位置。
编码器则用于测量工件的实际位置，将其反馈给控制器，以便及时进行误差修正和调整。
控制器是进给系统的核心，它根据预设的加工参数和工件的实际位置信息，计算出伺服电机的控制指令，并将其发送给伺服电机。
在控制器中，通常会采用PID 控制算法来实现对伺服电机的精确控制。
PID控制算法通过比较工件的实际位置和预设位置的差异，调整伺服电机的转速和转矩，使工件能够按照预设的轨迹进行进给运动。
二、数控机床的自动控制方法数控机床的自动控制方法主要包括手动控制和自动控制两种方式。
手动控制是指操作人员通过控制面板或手柄手动调节数控机床的进给速度和位置。
在手动控制模式下，操作人员可以根据实际情况进行微调和调整，以便更好地掌握加工过程。
手动控制在数控机床的调试和维修过程中起着重要的作用，它可以帮助操作人员及时发现问题并进行处理。
自动控制是指通过预设的加工程序和控制参数，实现数控机床的自动化操作。
在自动控制模式下，操作人员只需输入加工参数和工件的几何信息，数控机床就能够根据预设的程序自动完成加工过程。
自动控制不仅提高了加工效率和精度，还减少了人为因素对加工质量的影响，提高了生产的稳定性和一致性。
数控原理与系统习题集
《数控原理与系统》习题集习题一1. 数控机床是用数字化代码来控制刀具与工件的相对运动，从而完成零件的加工。
2. CPU 是CNC 装置的核心，它由运算器和控制器两个部分组成，运算器是对数据进行算术和逻辑运算的部件，控制器是统一指挥和控制数控系统各部件的中央机构。
3. 所谓“插补”就是指在一条已知起点和终点的曲线上进行数据点的密化（或数据密化）的过程。
4．数控系统按照有无检测反馈装置分为开环数控机床和闭环数控机床两种类型。
5．对于以坐标原点为起点的第一象限直线OA ，其偏差函数为：e i e i i y x x y F -=，若0≥i F ，刀具往+X 进给；若0<i F ，刀具往+Y 进给。
习题二1. 标准机床坐标系中X 、Y 、Z 坐标轴的相互关系用右手直角笛卡尔坐标系 决定，增大刀具与工件距离的方向即为各坐标轴的正方向。
2. CNC 系统中，实时性要求最高的任务是插补和位置控制。
3. CNC 软件中，译码程序的功能是把程序段中的各数据根据其前后的文 字地址送到相应的缓冲寄存器。
假设当前需要译码的程序段如下：N1 G01 X132 Y200 Z300如果当前取出的代码是X ，那么数字码寄存器中存放的数据是01，此时应该把该数据送入代码 G 的缓冲寄存器中。
4. 旋转变压器是一种常用的转角（或角位移检测元件，从其结构来看，它由定子和转子两个部分组成。
5．步进式伺服驱动系统是典型的开环控制系统，在此系统中执行元件是步进电机。
6．专家系统是一种应用大量的专家知识和推理方法求解复杂问题的一种方法，因此一般专家系统主要包括两大部分，即知识库和推理机。
习题三1. 经济型数控系统一般采用（A ）CPU ，而且一般是单微处理器系统。
A 、8或16位 B 、32位 C 、64位 D 、以上都不正确2. 下面哪种设备不是CNC 系统的输入设备？（C ）A 、MDI 键盘B 、纸带阅读机C 、CRT 显示器D 、磁带机 3．在单CPU 的CNC 系统中，主要采用（B ）的原则来解决多任务的同时运行。
2024最新国开电大《数控原理与应用》形考任务1答案(陕西)
形成性考核一1.数控机床的信息输入方式有单选题 (4 分)A. 手摇脉冲发生器B.以上均正确C.按键和CRT显示器D.磁带、磁盘、网线2.数控机床的环境温度应低于60摄氏度。
判断题 (2 分)A.正确B.错误C系统一般可用几种方式得到工件加工程序，其中MDI是单选题 (4 分)A.从网络通过Modem接收程序B.利用磁盘机读入程序C.从串行通信接口接收程序D.利用键盘以手动方式输入程序C系统中的PLC是单选题 (4 分)A.环形分配器B.显示器C.多微处理器D.可编程序逻辑控制器5.机床数控系统是一种单选题 (4 分)A.速度控制系统B.电流控制系统C.位置控制系统D.压力控制系统6.计算机数控系统的优点不包括单选题 (4 分)A. 系统性能价格比高，经济性好B.充分利用计算机技术及其外围设备增强数控系统功能C.数控系统功能靠硬件实现，可靠性高D.利用软件灵活改变数控系统功能，柔性高7.数控加工心与普通数控铣床、镗床的主要区别是能完成钻、铰、攻丝、铣、镗等加工功能。
判断题 (2 分)A.正确B.错误8.经济型数控系统一般采用（）CPU，而且一般是单微处理器系统。
单选题 (4 分)A.64位B.以上都不正确C.8或16位9.数控机床上的行程开关用来限制运动部件运动超程和设定机床坐标系或参考点。
判断题 (2 分)A.正确B.错误10.单微处理机CNC装置中，微处理机通过（）与存储器、输入输出控制等各种接口相连。
单选题 (4 分)A.总线B.主板C.专用逻辑电路D.输入/输出接口电路11.目前数控机床中的侍服电机与丝杠的连接方式为( ) 。
单选题 (4 分)A.齿轮B.三角皮带C.齿形带D.平皮带12.全闭环控制系统传动精度高但设备投资大。
判断题 (2 分)A.正确B.错误13.在单CPU的CNC系统中，主要采用（）的原则来解决多任务的同时运行。
单选题 (4 分)A.中断执行B.CPU分时共享C. CPU同时共享D.共享存储器C系统一般可用几种方式得到工件加工程序，其中MDI是从串行通信接口接收程序。
数控原理与系统pdf
《数控原理与系统》是一门涉及计算机控制、机械工程、电子工程等多个学科领域的交叉学科，主要研究数控技术的基本原理、数控系统的组成和工作原理、数控编程、数控加工等方面的内容。
该学科的核心是数控系统，它是一种通过计算机控制实现自动化加工的系统。
数控系统由计算机、控制单元、驱动装置、传感器等组成，通过对加工过程进行数字化控制，实现对机床的自动控制。
在《数控原理与系统》的学习中，学生需要掌握数控技术的基本概念、数控系统的组成和工作原理、数控编程语言、数控加工工艺等方面的知识。
同时，还需要了解数控系统的发展趋势和应用前景，以及如何应用数控技术解决实际工程问题。
通过学习《数控原理与系统》，学生可以掌握数控技术的基本原理和应用方法，为从事数控技术相关的工作奠定基础。
同时，该学科也为学生提供了一个了解现代制造业发展趋势和技术创新的机会。
《数控机床原理与系统》教学大纲
《数控机床原理与系统》教学⼤纲《数控原理与系统》课程教学⼤纲课程代码：0806503036课程名称：数控原理与系统英⽂名称：Numerical Control Principle & System总学时：56 讲课学时：48 实验学时：8学分：3.5适⽤对象：四年制本科⾃动化(数控技术)专业先修课程：机械制造技术、数控编程与CAM、⾃动控制原理、微机原理及应⽤等⼀、课程性质、⽬的和任务《数控原理与系统》是⾃动化(数控技术)专业的⼀门重要的主⼲课程。
该课程的教学⽬的在于使学⽣熟练掌握机床数控系统的⼯作过程、⼑具补偿计算、轮廓轨迹插补原理以及进给和主轴控制⽅案的制定和实现⽅法等，以了解数控系统的硬、软件结构以及各组成部分实现的功能。
通过对最新及⽬前国内常⽤数控系统的介绍和分析，使学⽣全⾯了解数控装置、伺服装置、检测元件、可编程序控制器及其与机床配接等⽅⾯的知识。
⼆、教学基本要求《数控原理与系统》是⼀门实践性、技术性和综合性⾮常强的专业课程。
学习过程中以定性理解为主，宜先粗后细，最后综合集成，并尽量阅读有关参考书⽬和专业杂志。
通过本课程的学习，要求达到如下⽬的：1．掌握计算机数控机床的基本⼯作原理；2．掌握计算机数控系统内部数据预处理过程及⼑补算法；3．掌握计算机数控系统中插补算法，并能合理选型；4．熟悉数控系统进给运动控制及参数设置；5．熟悉数控系统主轴运动控制⽅法；6．熟悉计算机数控系统内部开关量处理过程及PLC的应⽤；7．熟悉辅助功能(M、S、T)的实现⽅法；8．熟悉计算机数控系统的硬件结构类型及其特点；9．熟悉计算机数控系统的软件结构类型及其特点；10．掌握经济型计算机数控系统的设计⽅法；11．了解提⾼数控机床可靠性的措施和途径；12．了解数控机床各单元之间的信息流向，并建⽴系统的理念。
三、教学内容及要求(⼀) 数控系统概述1．基本概念2．计算机数控系统3．数控机床与现代机械制造系统(⼆) 数控加⼯程序输⼊及预处理1．数控加⼯程序输⼊2．数控加⼯程序的译码与诊断3．⼑具补偿原理4．其他预处理(三) 轮廓插补原理1．概述2．逐点⽐较法3．数字积分法4．数据采样法5．其他插补⽅法(四) 进给运动的控制1．概述2．开环数控系统进给运动控制3．闭环数控系统进给运动控制及特性分析4．闭环数控系统进给驱动装置的信号连接5．进给运动控制参数设置6．进给运动的误差补偿(五) 主轴驱动及控制1．概述2．数控装置与主轴驱动装置的信号连接3．主轴分段⽆级变速及控制4．主轴准停控制5．主轴与进给轴的关联控制6. 迈顺铣削系统的主轴控制(六) 可编程序控制器与辅助功能实现1．概述2．数控系统中的PLC3．数控系统中PLC的信息交换4．辅助功能（M、S、T）的实现5. FANUC数控系统的辅助功能与实现(七) 数控系统硬软件及相关技术1．数控系统硬件结构2．数控系统接⼝电路3．数控系统软件结构4．数控系统采⽤的软件技术5．数控系统通信与⽹络技术6．典型数控系统硬软件结构实例分析7．普通机床的数控改造(⼋) 新型数控系统简介1．现代数控系统发展趋势2．开放式数控系统3．并联机床4. FANUC、⼴数、迈顺典型数控系统结构四、所含实践环节在总学时内安排8学时的实验教学环节，另外再安排1周的课程设计。
数控原理与系统试卷(1)
《数控原理与系统》试题1一、 填空题（每空1.5分，共30分）1. 数控机床是用数字化代码来控制 的相对运动， 从而完成零件的加工。
2. CPU 是CNC 装置的核心，它由运算器和控制器两个部分组成， 是对数据进行算术和逻辑运算的部件， 是统一指挥和控制数控 系统各部件的中央机构。
3. 所谓“插补”就是指在一条已知起点和终点的曲线上进行的过程。
4．数控系统按照有无检测反馈装置分为 和两种类型。
5．对于以坐标原点为起点的第一象限直线OA ，其偏差函数为：e i e i i y x x y F -=，若0≥i F ，刀具往 进给；若0<i F ，刀具往 进给。
6. 标准机床坐标系中X 、Y 、Z 坐标轴的相互关系用 决定， 刀具与工件距离的方向即为各坐标轴的正方向。
7. CNC 系统中，实时性要求最高的任务是 和 。
8. CNC 软件中，译码程序的功能是把程序段中的各数据根据其前后的文字地址送到相应的缓冲寄存器。
假设当前需要译码的程序段如下： N1 G01 X132 Y200 Z300如果当前取出的代码是X ，那么数字码寄存器中存放的数据是 ，此 时应该把该数据送入代码 的缓冲寄存器中。
9. 旋转变压器是一种常用的 检测元件，从其结构来看，它由和 两个部分组成。
10．步进式伺服驱动系统是典型的开环控制系统，在此系统中执行元件是 。
11．专家系统是一种应用大量的专家知识和推理方法求解复杂问题的一种方法，因此一般专家系统主要包括两大部分，即 和 。
二、 单项选择题（每小题2分，共20分）： 1. 经济型数控系统一般采用（ ）CPU ，而且一般是单微处理器系统。
A 、8或16位 B 、32位 C 、64位 D 、以上都不正确 2. 下面哪种设备不是CNC 系统的输入设备？（ ）A 、MDI 键盘B 、纸带阅读机C 、CRT 显示器D 、磁带机 3．在单CPU 的CNC 系统中，主要采用（ ）的原则来解决多任务的同时运行。
数控原理与控制系统-步进电机进给驱动系统【精品课件】
在实际应用中,为了进一步提高进给运动的分辨率,在 不改变步进电机结构的前提下,要求对步距角进一步细分。 为了达到这一目的,可将绕组电流以阶梯波的方式输入,这 时,电流分成多少个阶梯,则转子就以同样的步数转过一个 步距角。这样将一个步距角细分成若干步的驱动方法称为 细分驱动电路。
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数控原理与控制系统
2.软件脉冲分配
为了提高脉冲分配器的灵活性,也可用软件来实现环形 脉冲分配;图示为89C5l单片机与步进电机驱动电路的接口 图。Pl口的3个引脚经过光电隔离后,将节拍脉冲信号加到 驱动电路的输入端,控制3相绕组的通电顺序。一般采用 “查表法”编写脉冲分配程序,即按步进电机通电顺序,求 出脉冲输出状态宇时的状态表,并将其存入EPROM中,然后 根据步进电机的运转方向,按表地址正向或反向地取出该 地址中的状态字进行输出,即可控制电机正向或反向旋转。
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数控原理与控制系统
2.硬件脉冲分配器
硬件脉冲分配器由逻辑门电路和触发器构成。左图为3 相六拍环形脉冲分配器原理图, X=l时,每来一个脉冲则电 动机正转一步,分配顺序:A→AB→B→BC→C→CA→A;当X＝ 0时,每来一个脉冲则电动机反转一步,分配顺 序:A→AC→C→CB→B→BA→A。右图为集成芯片实现的硬 件环形脉冲分配器
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数控原理与控制系统
二、脉冲分配器 1.基本工作原理
脉冲分配器用来控制步进电动机的运行通电方式。将 数控装置送来的一串指令脉冲,按照运行通电方式所要求 的顺序和分配规律,分配到各相驱动电路输入端,用以控制 各相绕组中电流的开通和关断。由于步进电机有正反转要 求,所以脉冲分配器的输出既是周期性的,又是可逆的,因此 又叫环形脉冲分配器。脉冲分配器有硬件和软件两种实现 形式。
数控系统原理介绍
数控系统原理介绍数控系统原理介绍数控系统是一种在机床加工或其他工业领域中使用的先进加工工具，可以大大提高生产效率和制造质量。
数控系统是由软件和硬件两部分组成，它的核心部分是控制器。
控制器通过图形化界面、编程语言和运算器等方式，将计算机程序转化为机器指令，控制机床进行加工操作。
下面我们来介绍数控系统的原理。
一、数控系统的基本组成数控系统由五大基本部分组成：电源系统、机床及工作台部分、传感器及执行器部分、数控装置及软件系统部分、执行机构。
电源系统提供所需的电源电压和电流，以保证数控系统运行所需的稳定电力供应。
机床及工作台部分是数控系统的重要组成部分，包括各类机床、传动装置、定位装置、夹紧装置、转载装置和其他辅助装置等，用于在不同的加工条件下完成加工操作。
传感器及执行器部分包括各种传感器和执行器，能够对各种物理量进行测量和控制。
数控装置及软件系统部分是数控系统的核心部分，由计算机、处理器、输入输出设备组成，主要负责进行控制指令的运作和数据传输。
执行机构包括各种驱动装置和执行机构，如步进电机、伺服电机等，主要用于控制零件的移动位移和加工力度。
二、数控系统的基本工作原理数控系统的基本工作原理是通过输入控制指令，驱动执行机构完成零件的加工操作。
首先，根据工件的设计图纸，制定数控程序。
数控程序一般采用高级编程语言，比如G代码和M代码。
G代码用于描述加工轨迹，M代码用于控制机床运行状态。
接下来，将数控程序输入电脑，通过计算机进行处理和解析。
计算机将程序转换为机器指令，并将其发送到数控装置。
数控装置根据指令的类型和内容，对执行机构进行控制，并将指令转换成相应的控制信号送给执行机构。
执行机构接收信号后，根据指令进行动作，控制零件的受力和轨迹，实现零件的加工操作。
加工过程中，传感器可以实时的监测加工状态，并将监测结果反馈给数控装置，以便下一步的程序控制。
最后，加工完成后，数控系统自动停机，操作人员可以通过电脑或连接到数控机床的监视系统对加工质量进行检查，以确保零件符合要求。
高职《数控原理与系统》教学探讨
由于近年来高校扩招、高中教学改革和高考考试改 革 ，许 多理 科类 专 业 中多 了许 多文科 生 ，他们 的人 文 知
识 比较 丰 富 ，习惯 于感 性思 维 ，对定 性分 析感 兴趣 ，但 其 理科 基础 相对 薄 弱 ，不 习惯 逻 辑思 维 ，对定 量分析 不 感 兴趣 ，甚 至 有些 害怕 。在数 控 原理 与系 统课 程 的讲 授
关键词：数控原理与 系统 教 学质量 教学方法
数控 技术专 业人 才 的需求 量非 常大 ，是 国家紧缺 型
数控 原理 与系 统不 但 需要讲 授 一定 的基础 知 识 ，而且 知
人 才 。数 控 原 理 与 系 统作 为数 控 技 术 专 业 的 一 门专 业 课 ，其 教学 质量 的好 坏 ，直 接关 系到 学 生后续 课程 的学 习。从 目前 的情况 来看 ，学 生在 学 习数控 原理 与系 统课
把握 不准 。数 控 原理 与系统 牵涉 的知 识面 广 ，对 高职 高
专 院校 的学生 来说 ，哪 些 内容需 要详 细讲 ，哪些 内容 需 要粗 略讲 ，哪 些 内容不 需要讲 ，对 新入 行 的教 师来说 把 握 困难 ；其二 ，教学 方法 的选 择 不当和 教学 技 巧不熟 。
收 稿 日期 ：２ ０ — １ ２ ０ ７ １－ ９
程 的过 程 中 普 遍存 在 一 定 的 障碍 ，学 习 效 果 不 是 很理
识更 新较 快 ，需要 教师 对现 行 实际情 况 有较好 的 了解才 能 够 做 到各 个 知识 点 的揉 合 ，让 学 生 听 得 懂 ， 学 有 所 用 。而在 实际 教学 过程 中 ，教师 从理 论到 理论 地 “ 填鸭 式 ”灌输 ，教 学方 法单 一 ，较少 使用 启发 式 ，游戏 式等
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第一节 数控系统的基本概念
一、 数控与数控系统(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)
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
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
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
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。
（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；
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
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？
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