数控加工原理与编程基础知识.pptx
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单位：mm/min mm/r 速度修调：通过修调倍率对速度进行适量 修调。 ❖数控机床在加工过程中能通过速度修调实时调 整进给速度和主轴转速，便于加工。
4. 插补运算
在组成轨迹的直线段或曲线段的起点和终点之间 ，按一定的算法进行数据点的密化工作，以确定一些 中间点的方法就称之为“插补”。 计算插补点的运算 称为插补运算.
• 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。20.9.1909:30:3909:30Sep-2019-Sep-20
• 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。09:30:3909:30:3909:30Saturday, September 19, 2020
• 13、志不立，天下无可成之事。20.9.1920.9.1909:30:3909:30:39September 19, 2020
• 9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。20. 9.1920.9.19Saturday, September 19, 2020
• 10、人的志向通常和他们的能力成正比例。09:30:3909:30:3909:309/19/2020 9:30:39 AM
逐点比较法图示
5. 刀补运算
➢ 零件的加工程序一般是按零件轮廓和工艺要求 的进给路线编制的,而数控机床在加工过程中所 控制的是刀具中心的运动轨迹.
➢ 不同的刀具,其几何参数也不相同.
➢ 加工前必须将编程轨迹变换成刀具中心的轨迹 ,这样才能加工出符合要求的零件.
刀补运算就是完成这种转换的程序.
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• 数控机床与普通机床比较：
数控机床在普通机床基础上增加了对机床运动和
动作自动控制 的功能部件，使数控机床能够自动
完成 对零件加工的全过程。
其控制的媒介：数字程序（学习重点）
二、不同加工方式示例
成型零件
成形车刀
仿 型加工
靠模板
数控加工
采用数控机床加工零件时,只需要将零件图 形和工艺参数、加工步骤等以数字信息的 形式，编成程序代码输入到机床控制系统 中，数控机床便按照事先编好的加工程序, 自动地对被加工零件进行加工.
插补运算的任务就是把这种时实计算出的各个轴的 位移指令输入伺服系统,实现成形运动.
逐点比较法
逐点比较法插补运算是以区域判别为特征，每走 一步都要将加工点的瞬时坐标与相应给定的图形 上的点相比较，判别一下偏差，然后决定下一步 的走向。这样就能得到一个接近给定图形的轨迹 ，其最大偏差不超过一个脉冲当量
项目一
数控加工原理与编程基础
第1节 数控加工概述 第2节 数控机床坐标系统 第3节 数控编程基础
第一节 §1.1数控加工概述
一、数控、数控机床与数控加工
• 数字控制：是以数字化信号对机构的运动
过程进行控制的一种方法。简称为数控（NC）。
• 数控机床：指应用数控技术对加工过程进行控制 的机床。
• 数控加工：泛指在数控机床上进行零件加工的工 艺过程。
三、数控加工的特点（优点）
1. 加工精度高，加工质量稳定 ☻ 数控机床的机械精度高 ☻ 数控机床的控制精度高（0.001mm/P） ☻ 无人为误差，加工的一致性好
2. 数控加工的生产效率高 ☻极大地缩短加工的辅助时间（快速行程、自
动换刀） ☻免划线工序 ☻粗、精加工一次装夹完成 ☻无需中途停车检测
选择和交换刀具的刀具指令信号
辅助指令信号:冷却、润滑、夹经 紧、松开、分度等.
3. 伺服系统：数控机床的动力装置
作用：接受数控装置的输出 驱动与放大 实现电→机转换
§1.3 数控加工原理
数控加工过程
加工检验 对刀试切 安装工件 编制并输入程序 数值计算 工艺分析 零件图纸
数控加工原理概述
数控加工原理就是将零件图形和工艺参数、 加工步骤等以数字信息的形式，编成程序代码 输入到机床控制系统中，再由其进行运算处理 后转成驱动伺服机构的指令信号，从而控制机 床各部件协调动作，自动完成零件的加工。
2. 数控装置（NC)___数控机床大脑
作用：数控机床核心部件（战略物资、东芝事件） ☻ 接受输入信息 ☻ 运算与处理(译码、运算、逻辑处理) ☻ 产生输出脉冲（动作、运动指令）
计算机的功能 CNC：计算机数字控制装置
主轴动作
CNC系统构成
伺服驱动系统
CNC装置
主轴伺服 单元
主轴 驱动装置
主轴电机
§1.2 数控机床组成
一、数控机床的组成
Z轴伺服电机 变频主轴
数控系统及其 操作面板
行程开关
控制电柜
机床本体
x-y数控拖板
数控机床组成
机床本体
伺服驱动系统
数控装置 输入输出装 置
wenku.baidu.com
二、数控机床各部分的作用
1. 输入装置
作用：输入程序（人机）、控制参数、补偿量等 方式：键盘输入
纸带输入（穿孔纸带） 磁盘输入（硬盘、软盘、U盘） 网络通讯(RS232、DNC、TCP/IP）
3. 对加工对象的适应性强. 单件、小批生产易于获得好效益
4.易于实现CAD/CAM一体化及构成计算机集 中控制系统.
§1.4 几个数控加工常用术语
1、坐标联动加工 数控机床加工时的横向、纵向等进给量都
是以轴坐标数据控制的。如：两坐标车床、三 坐标铣床、五轴加工中心等。
坐标联动：坐标轴的非独立运动。即：一个 轴的运动要受到其它轴运动的制约。
2、脉冲当量
❖脉冲当量:单位脉冲作用下进给轴移动的距离。
❖单位：mm/脉冲 如0.001mm/P
❖ 脉冲当量的大小与数控系统的水平有关。 0.05～0.001
❖ 脉冲产生：运动控制指令（自动）、按键触 发 手摇脉冲发生器（手动操作）
3、进给速度与速度修调
进给速度：单位时间内坐标轴移动的距离。 （加工时刀具相对于工件的移动速度）
• 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other famous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.
操作面板
程序
输入输出设备
控制软件 (软件功能)
硬件电路 (硬件功能)
可编程控 制器
M.S.T\辅助指令信号 完成开关动作
PLC
进给伺服单 元
信号转换\放大
完成进给动作
进给 驱动装置
进给电机 电→机
测量装置(位置\速度)
控制信号
经插补运算,输出各坐标轴进给速 度、进给方向和位移量指令
经逻辑运算,输出主轴变速、换向 和起停信号
4. 插补运算
在组成轨迹的直线段或曲线段的起点和终点之间 ，按一定的算法进行数据点的密化工作，以确定一些 中间点的方法就称之为“插补”。 计算插补点的运算 称为插补运算.
• 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。20.9.1909:30:3909:30Sep-2019-Sep-20
• 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。09:30:3909:30:3909:30Saturday, September 19, 2020
• 13、志不立，天下无可成之事。20.9.1920.9.1909:30:3909:30:39September 19, 2020
• 9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。20. 9.1920.9.19Saturday, September 19, 2020
• 10、人的志向通常和他们的能力成正比例。09:30:3909:30:3909:309/19/2020 9:30:39 AM
逐点比较法图示
5. 刀补运算
➢ 零件的加工程序一般是按零件轮廓和工艺要求 的进给路线编制的,而数控机床在加工过程中所 控制的是刀具中心的运动轨迹.
➢ 不同的刀具,其几何参数也不相同.
➢ 加工前必须将编程轨迹变换成刀具中心的轨迹 ,这样才能加工出符合要求的零件.
刀补运算就是完成这种转换的程序.
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• 数控机床与普通机床比较：
数控机床在普通机床基础上增加了对机床运动和
动作自动控制 的功能部件，使数控机床能够自动
完成 对零件加工的全过程。
其控制的媒介：数字程序（学习重点）
二、不同加工方式示例
成型零件
成形车刀
仿 型加工
靠模板
数控加工
采用数控机床加工零件时,只需要将零件图 形和工艺参数、加工步骤等以数字信息的 形式，编成程序代码输入到机床控制系统 中，数控机床便按照事先编好的加工程序, 自动地对被加工零件进行加工.
插补运算的任务就是把这种时实计算出的各个轴的 位移指令输入伺服系统,实现成形运动.
逐点比较法
逐点比较法插补运算是以区域判别为特征，每走 一步都要将加工点的瞬时坐标与相应给定的图形 上的点相比较，判别一下偏差，然后决定下一步 的走向。这样就能得到一个接近给定图形的轨迹 ，其最大偏差不超过一个脉冲当量
项目一
数控加工原理与编程基础
第1节 数控加工概述 第2节 数控机床坐标系统 第3节 数控编程基础
第一节 §1.1数控加工概述
一、数控、数控机床与数控加工
• 数字控制：是以数字化信号对机构的运动
过程进行控制的一种方法。简称为数控（NC）。
• 数控机床：指应用数控技术对加工过程进行控制 的机床。
• 数控加工：泛指在数控机床上进行零件加工的工 艺过程。
三、数控加工的特点（优点）
1. 加工精度高，加工质量稳定 ☻ 数控机床的机械精度高 ☻ 数控机床的控制精度高（0.001mm/P） ☻ 无人为误差，加工的一致性好
2. 数控加工的生产效率高 ☻极大地缩短加工的辅助时间（快速行程、自
动换刀） ☻免划线工序 ☻粗、精加工一次装夹完成 ☻无需中途停车检测
选择和交换刀具的刀具指令信号
辅助指令信号:冷却、润滑、夹经 紧、松开、分度等.
3. 伺服系统：数控机床的动力装置
作用：接受数控装置的输出 驱动与放大 实现电→机转换
§1.3 数控加工原理
数控加工过程
加工检验 对刀试切 安装工件 编制并输入程序 数值计算 工艺分析 零件图纸
数控加工原理概述
数控加工原理就是将零件图形和工艺参数、 加工步骤等以数字信息的形式，编成程序代码 输入到机床控制系统中，再由其进行运算处理 后转成驱动伺服机构的指令信号，从而控制机 床各部件协调动作，自动完成零件的加工。
2. 数控装置（NC)___数控机床大脑
作用：数控机床核心部件（战略物资、东芝事件） ☻ 接受输入信息 ☻ 运算与处理(译码、运算、逻辑处理) ☻ 产生输出脉冲（动作、运动指令）
计算机的功能 CNC：计算机数字控制装置
主轴动作
CNC系统构成
伺服驱动系统
CNC装置
主轴伺服 单元
主轴 驱动装置
主轴电机
§1.2 数控机床组成
一、数控机床的组成
Z轴伺服电机 变频主轴
数控系统及其 操作面板
行程开关
控制电柜
机床本体
x-y数控拖板
数控机床组成
机床本体
伺服驱动系统
数控装置 输入输出装 置
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二、数控机床各部分的作用
1. 输入装置
作用：输入程序（人机）、控制参数、补偿量等 方式：键盘输入
纸带输入（穿孔纸带） 磁盘输入（硬盘、软盘、U盘） 网络通讯(RS232、DNC、TCP/IP）
3. 对加工对象的适应性强. 单件、小批生产易于获得好效益
4.易于实现CAD/CAM一体化及构成计算机集 中控制系统.
§1.4 几个数控加工常用术语
1、坐标联动加工 数控机床加工时的横向、纵向等进给量都
是以轴坐标数据控制的。如：两坐标车床、三 坐标铣床、五轴加工中心等。
坐标联动：坐标轴的非独立运动。即：一个 轴的运动要受到其它轴运动的制约。
2、脉冲当量
❖脉冲当量:单位脉冲作用下进给轴移动的距离。
❖单位：mm/脉冲 如0.001mm/P
❖ 脉冲当量的大小与数控系统的水平有关。 0.05～0.001
❖ 脉冲产生：运动控制指令（自动）、按键触 发 手摇脉冲发生器（手动操作）
3、进给速度与速度修调
进给速度：单位时间内坐标轴移动的距离。 （加工时刀具相对于工件的移动速度）
• 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other famous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.
操作面板
程序
输入输出设备
控制软件 (软件功能)
硬件电路 (硬件功能)
可编程控 制器
M.S.T\辅助指令信号 完成开关动作
PLC
进给伺服单 元
信号转换\放大
完成进给动作
进给 驱动装置
进给电机 电→机
测量装置(位置\速度)
控制信号
经插补运算,输出各坐标轴进给速 度、进给方向和位移量指令
经逻辑运算,输出主轴变速、换向 和起停信号