数控原理与系统PPT课件
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2024版数控车床ppt课件完整版
排除方法
根据故障诊断结果，采取相应的维修措施，如更 换损坏部件、调整参数等。
预防性保养措施建议
保持机床清洁
定期清理切屑、擦拭机床，避免 灰尘、油污等对机床造成损害。
定期检查
定期对机床各部位进行检查，及 时发现并处理潜在问题。
加强润滑
根据机床润滑要求，定期加注润 滑油或润滑脂，确保机床各部件 得到充分润滑。
数控车床网络化技术
介绍数控车床网络化技术的实现方式及在智 能制造中的应用前景。
数控车床自动化技术
分析数控车床自动化技术的现状与发展方向， 如自动上下料、自动换刀等。
数控车床绿色制造技术
探讨数控车床绿色制造技术的意义及实现途 径，如节能减排、环保型切削液等。
07 总结与展望
课程重点内容回顾
数控车床基本概念、分类及 应用领域
数控编程步骤
包括分析零件图样、确定加工工艺过程、 数学处理、编写零件加工程序、程序校 验与首件试切等。
常用编程指令介绍
准备功能指令
如G00（快速定位）、G01（直 线插补）、G02/G03（圆弧插补） 等，用于控制刀具的运动轨迹。
辅助功能指令
如M03（主轴正转）、M05（主 轴停止）、M08（冷却液开）等，
参数调整方法 根据加工过程监控结果，可以适时调整进给速度、主轴转 速等参数，以提高加工效率和保证加工质量。
异常处理措施 在加工过程中如遇到异常情况，如刀具磨损、工件变形等， 需要及时采取相应措施进行处理，避免影响加工质量和机 床安全。
加工后质量检测与评估
1 2 3
质量检测方法 加工完成后需要对工件进行质量检测，常用的检 测方法包括尺寸测量、表面粗糙度检测、形位公 差检测等。
复杂曲面零件加工编程
根据故障诊断结果，采取相应的维修措施，如更 换损坏部件、调整参数等。
预防性保养措施建议
保持机床清洁
定期清理切屑、擦拭机床，避免 灰尘、油污等对机床造成损害。
定期检查
定期对机床各部位进行检查，及 时发现并处理潜在问题。
加强润滑
根据机床润滑要求，定期加注润 滑油或润滑脂，确保机床各部件 得到充分润滑。
数控车床网络化技术
介绍数控车床网络化技术的实现方式及在智 能制造中的应用前景。
数控车床自动化技术
分析数控车床自动化技术的现状与发展方向， 如自动上下料、自动换刀等。
数控车床绿色制造技术
探讨数控车床绿色制造技术的意义及实现途 径，如节能减排、环保型切削液等。
07 总结与展望
课程重点内容回顾
数控车床基本概念、分类及 应用领域
数控编程步骤
包括分析零件图样、确定加工工艺过程、 数学处理、编写零件加工程序、程序校 验与首件试切等。
常用编程指令介绍
准备功能指令
如G00（快速定位）、G01（直 线插补）、G02/G03（圆弧插补） 等，用于控制刀具的运动轨迹。
辅助功能指令
如M03（主轴正转）、M05（主 轴停止）、M08（冷却液开）等，
参数调整方法 根据加工过程监控结果，可以适时调整进给速度、主轴转 速等参数，以提高加工效率和保证加工质量。
异常处理措施 在加工过程中如遇到异常情况，如刀具磨损、工件变形等， 需要及时采取相应措施进行处理，避免影响加工质量和机 床安全。
加工后质量检测与评估
1 2 3
质量检测方法 加工完成后需要对工件进行质量检测，常用的检 测方法包括尺寸测量、表面粗糙度检测、形位公 差检测等。
复杂曲面零件加工编程
《数控机床原理》课件
02
数控机床的工作原理
数控装置的工作原理
数控装置是数控机床的指挥中心，它按照输入的程序 指令，经过计算和处理后，输出脉冲信号给伺服系统
，控制机床各部分按规定的动作进行加工。
输标02入题
数控装置主要由输入输出装置、数控装置和主控制装 置组成。
01
03
数控装置根据输入的加工程序进行计算和处理，输出 脉冲信号给伺服系统。
数控机床的环保措施
01
02
03
减少噪音污染
优化机械部件的设计和装 配工艺，降低数控机床运 行时的噪音。
控制废气排放
采用低污染的液压和润滑 系统，减少废气的排放。
废弃物处理
建立废弃物分类处理系统 ，对油污、金属屑等废弃 物进行妥善处理，以减少 对环境的污染。
数控机床的能效管理与节能技术
能源监测与控制
确定加工工艺
根据图纸和加工要求，确定加 工的顺序、刀具、切削参数等
。
建立坐标系
根据工件和机床的实际情况， 建立合适的坐标系，以便描述 刀具的运动轨迹。
编写加工程序
根据加工工艺和坐标系，使用 数控编程语言编写加工程序。
程序调试和优化
在数控机床上对加工程序进行 试运行，检查程序的正确性和 加工效果，根据需要进行调整
通过能源监测系统实时监 测数控机床的能耗情况， 实现能源的有效控制和管 理。
高效传动系统
采用高效传动部件，如高 精度轴承和齿轮，降低机 械损失和能耗。
空调节能技术
合理利用数控机床内部的 空调系统，保持适宜的工 作温度，降低能耗。
感谢您的观看
THANKS
写加工程序；自动编程指利用 CAD/CAM软件，通过计算机辅
助计算和生成加工程序。
数控系统及工作原理144页PPT
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
谢谢你的阅读
《数控原理与系统》第9章__典型数控系统
第8章 典型数控系统及应用
பைடு நூலகம்
主印刷電路板（MASTER PCB）
第 7 、 8軸控 制板
第8章 典型数控系统及应用
該系統除了通用的宏程式功能以外， 還增加了定制型用戶宏程式，這樣為用戶 提供了更大的個性化設計的空間。用戶可 以通過編程對顯示幕幕、處理過程控制等 進行編輯，以實現個性化機床的設計。
第8章 典型数控系统及应用
（4）高速高精度的控制 FANUC 0–C數控系統採用了多CPU方式進行 分散處理，實現了高速連續的切削。為了實現在 切削路徑中的高速、高精度，在系統功能中增加 了自動拐角倍率，伺服前饋控制等，大大地減少 了伺服系統的誤差。 對PLC的介面增加了高速M、S、T介面功能， 進一步縮短了執行時間，提高了系統的運行速度。 為了提高系統處理外部數據的速度， FANUC 0–C系統在硬體上增加了遠程緩衝控制， 系統可以實現高速的DNC操作。
第8章 典型数控系统及应用
9.1.2 FANUC 0系列數控系統 1.主要功能特點 FANUC 0系列數控系統分為A型、B型、 C型和D型產品，目前在國內使用較多的是 普及型FANUC 0–D和全功能型FANUC 0–C兩 個子系列，其功能特點如下。
第8章 典型数控系统及应用
第8章 典型数控系统及应用
2.基本構成 FANUC 0系統由數控單元本體，主軸和進給 伺服單元以及相應的主軸電機和進給電機，CRT 顯示器、系統操作面板、機床操作面板，附加的 輸入／輸出介面板（B2），電池盒，手搖脈衝發 生器等部件組成，下麵對它的主要部件的基本配 置做簡要的說明。
第8章 典型数控系统及应用
《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
数控伺服系统PPT课件( 27页)
•
14、一个人的知识，通过学习可以得到;一个人的成长，就必须通过磨练。若是自己没有尽力，就没有资格批评别人不用心。开口抱怨很容易，但是闭嘴努力的人更加值得尊敬。
•
15、如果没有人为你遮风挡雨，那就学会自己披荆斩棘，面对一切，用倔强的骄傲，活出无人能及的精彩。
•
5、人生每天都要笑，生活的下一秒发生什么，我们谁也不知道。所以，放下心里的纠结，放下脑中的烦恼，放下生活的不愉快，活在当下。人生喜怒哀乐，百般形态，不如在心里全部淡然处之，轻轻一笑，让心更自在，生命更恒久。积极者相信只有推动自己才能推动世界，只要推动自己就能推动世界。
•
15、只有在开水里，茶叶才能展开生命浓郁的香气。
•
5、从来不跌倒不算光彩，每次跌倒后能再站起来，才是最大的荣耀。
•
6、这个世界到处充满着不公平，我们能做的不仅仅是接受，还要试着做一些反抗。
•
7、一个最困苦、最卑贱、最为命运所屈辱的人，只要还抱有希望，便无所怨惧。
•
8、有些人，因为陪你走的时间长了，你便淡然了，其实是他们给你撑起了生命的天空；有些人，分开了，就忘了吧，残缺是一种大美。
•
11、这个世界其实很公平，你想要比别人强，你就必须去做别人不想做的事，你想要过更好的生活，你就必须去承受更多的困难，承受别人不能承受的压力。
•
12、逆境给人宝贵的磨炼机会。只有经得起环境考验的人，才能算是真正的强者。自古以来的伟人，大多是抱着不屈不挠的精神，从逆境中挣扎奋斗过来的。
•
13、不同的人生，有不同的幸福。去发现你所拥有幸运，少抱怨上苍的不公，把握属于自己的幸福。你，我，我们大家都可以经历幸福的人生。
•
6、人性本善，纯如清溪流水凝露莹烁。欲望与情绪如风沙袭扰，把原本如天空旷蔚蓝的心蒙蔽。但我知道，每个人的心灵深处，不管乌云密布还是阴淤苍茫，但依然有一道彩虹，亮丽于心中某处。
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
《FANUC数控系统》PPT课件
项目 FANUC数控系统
二、设置〔或调整〕FANUC数控系统参数< 录像 >
1、系统参数的显示方法
数控系统的参数可以分为许多类型,在本单元我们只介绍系统参数 的显示、MDI设定参数以及伺服参数的初始化.
<1>按MDI面板上的功能 键 选择参数页面
几次或一次后,再按软键[参数],
<2>参数页面有多页组成,通过<a>、<b>两种方法显示需要 的参数页面
PMC程序由第一级程序和第二级程序两部分组成.在PMC 程序执行时,首先执行位于梯形图开头的第一级程序,然后 执行第二级程序. FANUC Oi－MA数控系统的PMC规格有SA1和SA3两种, 而SA3比SA1多了子程序和标记地址的功能.
项目 FANUC数控系统
3、PMC的地址
PMC程序中的地址,也就是代号,用于代表不同的信号,不同的 地址分别有机床侧的输入〔X〕、输出线圈〔Y〕信号、NC系 统部分的输入〔F〕、输出线圈〔G〕信号,内部继电器〔R〕, 信息显示请求信号〔A〕,计数器〔C〕,保持型继电器〔K〕,数 据表〔D〕,定时器〔T〕,标号〔L〕,子程序号〔P〕.
DEC
R
控制条件
指令
译码信 号地址
译码规 格数据
译码结果 输出地址
项目 FANUC数控系统
4、FANUC PMC的编程指令应用举例
主轴定向控制：
项目 FANUC数控系统
单元四 FANUC PMC程序设计〔二〕 软件安装
一、FANUC PMC的编程方法
1、FAPT LADDER III软件界面:
项目 FANUC数控系统
项目 FANUC数控系统
二、FANUC数控系统的系列与特点
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。
数控机床进给伺服系统的工作原理(共5张PPT)
度作为控制量的自动控制系统，又称位置随动系统、驱动系统、 伺服机构或伺服单元。
进给伺服系统的工作原理
进给伺进服系给统伺的工服作系原理统是数控装置和机床主机的联系环节，接收CNC装置插补器发出的进给
数控装置插补信号输送到位置控制模块的位置比较电路，与位置检测反馈电路来的反馈信号相比较后，位置比较电路输出位置移动信号
机床完成进给运动。。 带动传动机构，最后转化为机床的直线或转动位移。
它接受来自数控装置的进给指令信号，经变换、调节和放大后驱动执行件，转化为直线或旋转运动。 进给伺服系统的工作原理 伺服系统 是指以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统。 伺服系统 是指以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统。
进 进给伺服系统的工作原理
它接受来自数控装置的进给指令信号，经变换、调节和放大后驱动执行件，转化为直线或旋转运动。 数控装置插补信号输送到位置控制模块的位置比较电路，与位置检测反馈电路来的反馈信号相比较后，位置比较电路输出位置移动信号
给 ，经位置控制和速度控制单元输出到速度环，直到机床完成进给运动。 比较控制环节 驱动控制单元 执行元件 进给伺服系统(Feed Servo System)——以移动部件的位置和速度作为控制量的自动控制系统，又称位置随动系统、驱动系统、伺服机 指 构或伺服单元。 令 机 进给伺服系统的工作原理 床 数控机床常见故障诊断与排除
，经位脉置控冲制或和速进度给控制位单移元量输出信到息速度，环经，直过到变机换床完和成放进给大运由动伺。 服电机带动传动机构，最后转化为机床的
伺服系统 是指以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统。
进给伺直服系线统或是数转控动装置位和移机。床主机的联系环节，接收CNC装置插补器发出的进给脉冲或进给位移量信息，经过变换和放大由伺服电机
进给伺服系统的工作原理
进给伺进服系给统伺的工服作系原理统是数控装置和机床主机的联系环节，接收CNC装置插补器发出的进给
数控装置插补信号输送到位置控制模块的位置比较电路，与位置检测反馈电路来的反馈信号相比较后，位置比较电路输出位置移动信号
机床完成进给运动。。 带动传动机构，最后转化为机床的直线或转动位移。
它接受来自数控装置的进给指令信号，经变换、调节和放大后驱动执行件，转化为直线或旋转运动。 进给伺服系统的工作原理 伺服系统 是指以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统。 伺服系统 是指以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统。
进 进给伺服系统的工作原理
它接受来自数控装置的进给指令信号，经变换、调节和放大后驱动执行件，转化为直线或旋转运动。 数控装置插补信号输送到位置控制模块的位置比较电路，与位置检测反馈电路来的反馈信号相比较后，位置比较电路输出位置移动信号
给 ，经位置控制和速度控制单元输出到速度环，直到机床完成进给运动。 比较控制环节 驱动控制单元 执行元件 进给伺服系统(Feed Servo System)——以移动部件的位置和速度作为控制量的自动控制系统，又称位置随动系统、驱动系统、伺服机 指 构或伺服单元。 令 机 进给伺服系统的工作原理 床 数控机床常见故障诊断与排除
，经位脉置控冲制或和速进度给控制位单移元量输出信到息速度，环经，直过到变机换床完和成放进给大运由动伺。 服电机带动传动机构，最后转化为机床的
伺服系统 是指以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统。
进给伺直服系线统或是数转控动装置位和移机。床主机的联系环节，接收CNC装置插补器发出的进给脉冲或进给位移量信息，经过变换和放大由伺服电机
数控机床的工作原理ppt-78页
•
例4-1 插补直线OA，A（5，3）
序 偏差判别 进给方向 号
0
1
F0,0＝0
+X
2
F1,0＝-3<0
+Y
3
F1,1＝2>0
+X
4
F2,1＝-1<0
+Y
5
F2,2＝4>0
+X
6
F3,2＝1>0
+X
7
F4,2＝-2<0
+Y
8
F4,3＝3>0
+X
偏差计算
F0,0＝0,Xe=5,Ye=3 F1,0＝F0,0－Ye＝-3 F1,1＝F1,0＋Xe＝2 F2,1＝F1,1－Ye＝-1 F2,2＝F2,1＋Xe＝4 F3,2＝F2,2－Ye＝1 F4,2＝F3,2－Ye＝-2 F4,3＝F4,0＋Xe＝3 F5,3＝F4,3－Ye＝0
F0,0＝0
－X
F1,0＝F0,0－|Ye|＝ -3
n=1
2
F1,0＝-3<0
+Y
F1,1＝F1,0＋|Xe|＝1
n=1+1=2<N
3
F1,1＝1>0
－X
F2,1＝F1,1－|Ye|＝-2
n=2+1=3<N
4
F2,1＝-2<0
+Y
F2,2＝F2,1＋|Xe|＝2
n=3+1=4<N
5
F2,2＝2>0
－X
1
F0,0＝0
+X
F1,0＝F0,0－Ye＝-5
n=1
2
F1,0＝-5<0
数控机床的工作原理PPT课件
数控机床的发展历程
数控机床的起源可以追溯到20世纪50年代，当时计算机刚刚问世，人们开始探索将计算机技术应用于 机床控制。
经过几十年的发展，数控机床的技术不断成熟，应用领域不断扩大，已经成为制造业中不可或缺的重要 设备。
目前，随着信息技术和智能制造技术的不断发展，数控机床正朝着更高精度、更高效率、更智能化的方 向发展。
01
数控编程步骤
02
零件图纸分析
加工工艺分析
03
数控编程
确定加工方案 坐标系设定 输入几何参数
数控编程
程序检查和仿真
切削参数设定
刀具参数设定
01
03 02
译码与预处理
01
02
03
04
05
译码与预处理定 义
语法检查
语义检查
加工工艺性检查 刀具补偿计算
译码与预处理是数控机床 在执行加工程序之前，对 加工程序进行解析和预处 理的过程。这个过程包括 对输入的加工程序进行语 法检查、语义检查、加工 工艺性检查和刀具补偿计 算等。
数控机床的重要性
提高加工精度和效率
数控机床采用高精度数控系统，能够实现高精度加工，提高生产 效率和产品质量。
降低劳动强度
数控机床自动化程度高，减少了人工干预和劳动强度，提高了生产 安全性和劳动生产率。
促进制造业转型升级
数控机床是制造业转型升级的重要支撑，能够推动企业实现数字化、 智能化制造，提升产业竞争力。
高效率
数控机床的自动化程度 高，可以大幅提高加工 效率，减少人工干预。
加工范围广
数控机床可以加工各种 复杂形状和材料，满足
不同领域的需求。
可编程性
通过编程控制，数控机床 可以实现自动化加工，提 高生产效率和产品质量。
数控原理与系统第7章典型数控系统及应用
输入输出设备用于将加 工程序和加工数据输入 数控系统，同时将加工 结果输出到显示器或外 部设备。
数控装置是数控系统的 核心，负责根据输入的 加工程序和数据进行运 动轨迹的计算和控制信 号的输出。
可编程控制器用于逻辑 控制，如主轴的启停、 冷却液的开关等。
主轴驱动装置和进给驱 动装置分别用于控制主 轴和进给电机的运动。
详细描述
这些数控系统品牌在市场上也有一定 的份额，并拥有各自的特点和优势。 它们在机械加工、汽车制造、航空航 天等领域得到广泛应用。
03 数控系统硬件结构
数控系统的基本构成
01
02
03
04
05
数控系统是用于控制机 床实现自动化加工的计 算机系统，主要由输入 输出设备、数控装置、 可编程控制器、主轴驱 动装置、进给驱动装置 等部分组成。
04 数控系统软件结构
数控系统的软件组成
操作系统层
提供数控系统运行的基础环境，包括内核、驱动程序 等。
支撑软件层
提供数控系统所需的各种支撑软件，如数据库、网络 通信等。
应用软件层
根据具体需求开发的数控系统应用软件，实现各种功 能。
数控系统的软件功能
数据输入输出
接收和输出各种数据，如零件图纸、工艺参 数等。
数控车床
用于加工汽车轴类零件，如曲 轴、凸轮轴等，能够实现高精 度外圆和端面加工。
数控铣床
用于加工汽车模具、检具和夹 具等，能够实现复杂型面的加
工和制造。
数控系统在航空制造中的应用
数控机床
数控加工中心
用于加工航空零部件，如飞机起落架、发 动机叶片等，要求高精度、高强度和高可 靠性。
用于加工飞机机身、机翼等大型结构件， 能够实现多轴联动，提高加工精度和效率 。
数控原理与控制系统-步进电机进给驱动系统【精品课件】
5.细分控制驱动电路
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。
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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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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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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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。
2024版数控ppt课件完整版
2024/1/25
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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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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。
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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。
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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。
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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。
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04
数控加工工艺与刀具选择
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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。
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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。
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5.2 插补原理
➢ 三、轮廓控制切削原理
轮廓控制系统能对刀具与工件相对位移的轨迹进行连续控制,能 加工出曲面、凸轮、锥度等复杂形状的零件。其核心装置就是插 补器。
插补器的功能是按给定的尺寸和加工速度用脉冲信号使机床进给 走任意斜线和圆弧。
➢ (一)逐点比较法(如图5-9) ➢ 1.逐点比较法直线插补原理
(1)偏差判别 (2)坐标进给 (3)偏差计算 (4)终点判别
➢ 2. 逐点比较法圆弧插补原理
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图5-9 逐点比较法的工作节拍
▪ 逐点比较法原理 是计算机在控制 加工过程中,能逐 点的计算和判别 加工偏差,以控制 坐标进给,按规定 图形加工出所需 要的工件,用步进 电机拖动机床,其 进给十步进式,查 补器控制机床各 个坐标,每走一步 要完成四个节拍。 如图5-9
▪ 点位/直线切 削控制系统 有较完善的 进给,主轴转 速、刀具选 择及辅助技 能的寄存与 控制。一般 采用液脉冲 马达或功率 步进电机驱 动完成。
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上页下页5-Fra bibliotek 位置计算与比较的软件控制流程图
▪ 第一次判别 G90/G91,若为增量 方式,则为G91方式 的减法计数器预置 数。
▪ 第二次判断 G90/G91标志是为 区分绝对值方式和 增量方式,每走一步 运算一次,每次都要 判别是否需要降速, 以保证准确定位。
➢ 在实际处理过程中,刀具半径补偿的执行过程分为刀补的建立、刀补 的进行和撤销三个步骤。
➢ (1)刀补的建立-刀具接近工件,刀具中心轨迹的终点在法线方向上偏 移一个刀具半径的距离。
➢ (2)刀具补偿进行-一旦建立刀补,则刀补状态一直维持到刀补撤销。 ➢ (3)刀具补偿撤销-刀具运行到轮廓线的终点,用G40指令撤销刀补命令。
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5.1 数控系统的基本原理与结构
▪ 二、数控系统的结构
数控系统一般包括输入/输出 (I/O)装置、数控装置、驱动控制装置、 机床电逻辑控制装置四部分。(图5-1计算机数控系统的组成) (一)数控系统硬件
1. 单CPU结构(图5-2) CNC装置特点
(1)对存储、插补计算等集中控制分时处理 (2)CPU通总线与存储、输入输出控制等各种接口相连,构成CNC系统。 (3)结构简单,容易实现。 (4)进给速度容易受较大影响
(1)减法计算 ▪ 在位置计数器中预置给定的位移量,坐标移动时进行减法 计算。
(2)比较计算 ▪ 将给定的位移量存入指令寄存器,坐标移动时位置计数器 以零开始进行加法计算,两者相比较,在计数值与给定值相 符时停止进给。 ▪ 位置计算与比较的软件控制流程如图5-8所示
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5-7 点位/直线切削控制系统的结构框图
▪ 数据采样插补的具体算法有多种,如时间分割法、拓展 DDA法,双DDA法。
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5.3 刀具补偿原理
➢ 数控的刀补功能,用来修正程序规定的值与刀具实际切削成形值之差。
▪ 一、刀具长度补偿
➢ 刀具长度补偿是用来实现刀尖圆弧中心轨迹与刀架中心轨迹之间的 转换。
▪ 二、刀具半径补偿
▪ 1.刀具半径补偿的概念及过程
的标志,然后要分别对各功能代码进行处理。
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5.2 插补原理
▪ 功能码的处理过程: ▪ 首先建立一个与数控加
工程序缓冲器相对应的 结果缓冲器,对于具体 的CNC系统,存储器的 格式和规模是不变的。
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5.2 插补原理
➢ 二、点位/直线切削控制原理
直线控制系统的结构(图5-7)
➢ 位置计算与比较的实现方法
2. 多CPU结构(图5-3) 特点 (1)运算速度快,性价比高 (2)适应性强,扩展容易 (3)可靠性高 (4) 硬件易于规模生产。
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▪ 计算机数控系统由 软件和硬件共同完 成,它具有数控系统
一般组成形式的各 个部分,可以通过键
盘方式输入和编辑 数控加工程序,通过
通讯方式输入其它 计算机CAD/CAM
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5.2 插补原理
➢ (二)数字积分插补法
数字积分法又称为数字微分分析器(DAA-Digital Differential Analyzer),它可实现一次、二次曲线的插补,易于实现多坐标联动, 适用范围较广。
➢ 1.数字积分法直线插补原理
➢ 2.圆弧插补原理
➢ (三)数据采样插补
▪ 数据采样插补用小段直线来逼近给定轨迹,插补输出的是 下一个插补周期内各轴要运动的距离,不需要每走一步脉 冲当量插补一次,从而达到很高的进给速度。
▪ 1. 输入过程-通过相应的输入装置将信息输入数控系统中
▪ 2.键盘输入方式
▪ 3.计算机通信输入方式
➢ (二)数控加工程序的译码过程(如图5-6)
▪
1 代码的识别—一般先把ISO代码或EIA代码组成的
排列规律不明显的代码按基本功能转化成具有一定规律
的数控内部代码。
▪
2 功能码的处理—经过代码识别建立各种功能代码
数控原理与系统
5.1数控系统的基本原理与结构
▪ 一、数控系统的基本原理
▪ 数控技术(Numerical Control-NC)—是一种自动控制技术,是利用数字化
信号对控制对象加以控制的一种方法。 ▪ 计算机数控系统是数控机床的核心,它的功能是接受载体送来的加工信息,
经计算和处理后去控制机床的具体动作。 ▪ 计算机数控技术的工作过程: ▪ (1) 输入 ▪ (2) 译码 ▪ (3) 数据处理 ▪ (4) 插补 ▪ (5) 伺服控制 ▪ (6) 管理程序
➢目前CNC系统的硬件中,广泛 采用资源重复并行处理关系。 (如图5-4)
▪ 2 . 实时中断处理
➢CNC装置的多任务和实时性的 要求决定了中断处理为必不可 少的组成部分。中断管理主要 靠硬件完成,中断结构则决定了 其软件的结构。
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5.2 插补原理
➢ 一、数控加工系统的输入与译码
(一)数控加工程序的输入
系统或上位机所提 供的数控加工程序
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▪ 它采用集中控 制,分时处理数
控的每一个任 务。
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▪ 在多CPU结构 的CNC装置中 有两个或两个 以上CPU构成 处理部件,处理 部件之间采用 紧耦合,有集中 的操作系统,资 源共享。
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5.1 数控系统的基本原理与结构
▪ (二)数控系统软件 ▪ 1. 多任务并行处理