第2章 2-8数字控制机床
数控机床的分类
按工艺用途：一般数控机床、可自动换刀的数 控机床（刀库和自动换刀装置） 按控制运动的方式
点位控制数控机床：位置 点位直线控制数控机床：两点之间的运动轨迹是一 条直线 轮廓控制数控机床：位置和速度
按伺服系统类型
开环控制数控机床 闭环控制数控机床 半闭环控制组成、工作原理、分类与编程
定义：是一种用数字化的代码作为指令，
由数字控制系统进行处理而实现控制的机 床。
数控机床的特点及应用问题
加工精度高，重复性好 对加工对象的适应性强（单件多品种） 加工形状复杂的工件比较方便（复杂轨 迹） 加工生产率高（辅助时间、多刀多面） 易于建立计算机通信网络 使用、维修技术要求高，机床价格较昂 贵
数控机床的适用范围
最适合：在单件，小批生产 零件：
用普通机床难以加工的形状 复杂的曲线、曲面零件 结构复杂、要求多部位、多 工序加工的零件 价格昂贵不允许报废的零件 要求精密复制或准备多次改 变设计的零件
数控机床的组成与工作原理
输入介质：指令输入 数控装置：运算和控制 伺服系统：数控装置的脉冲信号→机 床移动部件的运动 机床本体：精度、刚度、阻尼、刀具
2.8 数字控制机床(不讲)
• 示意图:
伺服系统简介
Introduction to Servo System
• 伺服系统：数控机床的执行机构，包括驱 动和执行两大部分。
• 工作过程：接收数控装置的指令信息，并 且按照指令信息的要求带动机床的移动部 件运动或使执行部件动作，以加工出符合 要求的零件。
数字控制机床
NC Machine tool
学习要求：特点、组成、工作原理、分 类与编程
定义：是一种用数字化的代码作为指令， 由数字控制系统进行处理而实现控制的 机床。
数控机床的特点及应用问题
• 加工精度高，重复性好 • 对加工对象的适应性强（单件多品种） • 加工形状复杂的工件比较方便（复杂轨迹） • 加工生产率高（辅助时间、多刀多面） • 易于建立计算机通信网络 • 使用、维修技术要求高，机床价格较昂贵
Composition and operating principle
• 输入介质：指令输入 • 数控装置：运算和控制 • 伺服系统：数控装置的脉冲信号→机床移
动部件的运动 • 机床本体：精度、刚度、阻尼、刀具
数控装置简介
Introduction of CNC
• 数控机床的控制中心，由一台通用或专 用微机充任。
开环、闭环和半闭环数控系统
数控编程简介
程序单举例
பைடு நூலகம்
数控机床的适用范围
Applicability of NC Machine
• 最适合：在单件，小 批生产
• 加工对象：
– 用普通机床难以加工的 形状复杂的曲线、曲面 零件
– 结构复杂、要求多部位、 多工序加工的零件
– 价格昂贵不允许报废的 零件
数控机床教案课件
第一章 概 述
2． 智能化
数控系统的智能化主要体现在以下几个方面： （1） 应用自适应控制技术
（2） 自动编程技术
（3） 具有故障自动诊断功能
（4） 应用模式识别技术
第一章 概 述
3． 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，
第二节
第一章 概 述
数控机床的组成与分类
一、 数控机床的组成
图1-2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/输出设备 2． 数控装置 3． 伺服单元 4． 可编程逻辑控制器(PLC) 5． 机床本体 6． 测量装置
1．控制轴数和联动轴数 2．脉冲当量（控制分辨率） 3．定位精度和重复精度 4．行程 5．主轴转速和调节范围 6．进给速度和调节范围 7．准备功能（G功能） 8．辅助功能（M功能） 9. 自动加减速功能 10. 开关量接口
第一章 概 述
以上性能指标可以作为选择数控装置时参考，随着 数控技术的发展，数控装置的性能指标也在不断地 丰富和提高。一般来说，性能越高的数控装置，价 格也越贵，所以对用户来说并不一定一味地追求高 性能，而应该根据自己的实际需要，综合考虑性能 和价格，作出最经济实用的选择。
第一章 概 述
第一章 概 述
二、数控机床的特点
优点 1． 适应性强，能够加工复杂曲面； 2． 加工精度高、质量稳定； 3． 生产效率高（减少辅助时间）； 4． 减轻操作者的劳动强度、操作简单；
第二章数控系统及工作原理_图文
char G0；
//以标志形式存放G指令。
char G1；
char M0；
//以标志形式存放M指令。
char M1；
char T；
//存放本段换刀的刀具号。
char D；
//存放刀具补偿的刀具半径值。
}；
以标志形式存放G指令示例
在系统软件中各程序间的数据交换方式一般都 是通过缓冲区进行的。该缓冲区由若干个数据结构 组成，当前程序段被解释完后便将该段的数据信息 送入缓冲区组中空闲的一个。后续程序（如刀补程 序）从该缓冲区组中获取程序信息进行工作。
• 6.位移与速度检测装置
• 位移检测装置：测量装置按各坐标轴方向安装在 机床的工作台或丝杠上，将机床工作台各坐标轴 的实际位移转变成电信号反馈给数控装置，供数 控装置与指令值相比较产生误差信号，以控制机 床向消除该误差的方向移动。
• 速度检测装置：将进给速度反馈给进给伺服驱动 单元；将主轴转速反馈给主轴调速驱动单元。
• （7）I/O处理
• I/O处理是指CNC与机床之间电气信号的输入、输出处理 和控制（如换刀、主轴速度换挡、冷却等）。
• （8）显示
• 显示：零件程序、参数、刀具位置、机床状态、报警信息 等。
• 有些CNC还有刀具加工轨迹的静态和动态图形显示。
• （9）诊断
• 联机诊断：是指CNC中的自诊断程序融合在各部分，随 时检查不正常的事件。
刀补处理的主要工作：
Y
• 根据G90/G91计算零件轮
廓的终点坐标值。
• 根据R和G41/42，计算本 段刀具中心轨迹的终点 （P’e/P〃e）坐标值。
• 根据本段与前段连接关 系，进行段间连接处理 。
Pe’ G41
第二章_数控加工编程基础
2.2 编程的基础知识
2.辅助功能M代码 M指令构成：
地址码M后跟2位数字组成，从M00-M99共100种。
(1) M00—程序停止。
(2) M01—计划（任选）停止。 程序运行前，在操作面板上按下“任选停止” 键时，
才执行M01指令，主轴停转、进给停止、冷却液关 断、程序停止执行。若“任选停止”处于无效状态 时，M01指令不起作用。利用启动按钮才能再次自 动运转，继续执行下一个程序段。
零件图纸
图纸工艺分析 确定工艺过程
数值计算
修
编写程序
改
制备控制介质
校验和试切 错误
4、制备控制介质
将程序单上的内容，经转 换记录在控制介质上，作为 数控系统的输入信息。 注意：若程序较简单，也可 直接通过键盘输入。
零件图纸
图纸工艺分析 确定工艺过程
数值计算
修
编写程序
改
制备控制介质
校验和试切 错误
5、程序的校验和试切
轴转动的圆进给坐标轴分别 用A、B、C表示。
坐标轴正向：由右手螺旋 法则而定。
右手直角笛卡尔坐标系
数控机2.床2的进编给程运动的是基相对础运动知。Y识
具体规定：
①坐标系是假定工件 不动，刀具相对于 工件做进给运动的 坐标系。
+B
X、Y、Z
Y
+A X
Z +C
②以增大工件与刀具
之间距离的方向为 坐标轴的正方向。 Z
a. 在刀具旋转的机床上（铣床、钻床、镗床）
Z轴水平时（卧式），则从刀具(主轴)向工件看时， X坐标的正方向指向右边。
＋X
Z轴垂直时（立式），对单立柱机床，面向刀具主轴 向立柱看时， X轴的正方向指向右边
数控复习资料
数控复习资料第一章数控机床概述一、名词解释：1、NC：数字控制简称数控，在机床领域指用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制的一种自动化技术。
2、CNC：计算机数控，使用专用计算机通过控制程序来实现部分或全部基本控制功能，并能通过接口与各种输入/输出设备建立联系的一种自动化技术。
3、可编程控制器（PLC）：是一种专为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。
4、CAD：计算机辅助设计5、CAE：计算机辅助工程6、FMS：柔性制造系统7、FMC：柔性制造单元8、插补：指数据密化的过程，对输入数控系统的有限坐标点（例如起点、终点），计算机根据曲线的特征，运用一定的计算方法，自动地在有限坐标点之间生成一系列的坐标数据，以满足加工精度的要求。
9、基准脉冲插补：又称脉冲增量插补或行程标量插补，适用于以步进电动机为驱动装置的开环数控系统。
其特点是每次插补结束后产生一个行程增量，以脉冲的方式输出到步进电动机，驱动坐标轴运动。
10、数据采样插补：又称数字增量插补或时间标量插补，适用于交、直流伺服电动机驱动的闭环（或半闭环）控制系统。
这类插补算法的特点是插补运算分两步进行。
首先为粗插补，第二步为精插补，即在粗插补的基础上再做数据点的密化。
11、逐点比较插补法：又称代数运算法、醉步法，它是一种最早的插补算法，其原理是：CNC系统在控制加工过程中，能逐点计算和判别刀具的运动轨迹与给定轨迹的偏差，并根据偏差控制进给轴向给定轮廓方向靠近，使加工轮廓逼近给定轮廓曲线。
二、选择填空1、数控机床主要由机床本体、数控系统、驱动装置、辅助装置等几个部分组成。
2、数控系统是数控机床的控制核心。
3、机床数控系统是由加工指令程序、计算机控制装置、可编程逻辑控制器、主轴进给驱动装置、速度控制单元及位置检测装置等组成，其核心部分是计算机控制装置。
4、计算机控制装置由硬件和软件两部分组成。
硬件的主体是计算机，包括中央处理器、输入/输出部分和位置控制部分。
数控机床习题有答案
数控机床习题(第一章)1填空题（1）数控机床一般由控制介质、数控系统、伺服系统、机床本体、反馈装置和各种辅助装置组成。
（2）数控机床采用数字控制技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床。
（3）突破传统机床结构的最新一代的数控机床是并联机床。
（4）自适应控制技术的目的是要求在随机变化的加工过程中，通过自动调节加工过程中所测得的工作状态、特性，按照给定的评价指标自动校正自身的工作参数，以达到或接近最佳工作状态。
2选择题（1）一般数控钻、镗床属于（ C ）（A）直线控制数控机床（B）轮廓控制数控机床（C）点位控制数控机床（D）曲面控制数控机床（2）（ D ）是数控系统和机床本体之间的电传动联系环节（A）控制介质（B）数控装置（C）输出装置（D）伺服系统（3）适合于加工形状特别复杂（曲面叶轮）、精度要求较高的零件的数控机床是（ A ）（A）加工中心（B）数控铣床（C）数控车床（D）数控线切割机床（4）闭环控制系统的位置检测装置装在（ D ）（A）传动丝杠上（B）伺服电动机轴上（C）数控装置上（D）机床移动部件上（5）根据控制运动方式的不同，数控机床可分为（B ）（A）开环控制数控机床、闭环控制数控机床和半闭环控制数控机床（B）点位控制数控机床、直线控制数控机床和轮廓控制数控机床（C）经济型数控机床、普及型数控机床和高档型数控机床（D）NC机床和CNC机床3 判断题（1）通常一台数控机床的联动轴数一般会大于或等于可控轴数。
（×）（2）数控机床是通过程序来控制的。
（√）（3）数控机床只用于金属切削类加工。
（×）（4）数控系统是机床实现自动加工的核心，是整个数控机床的灵魂所在。
（√）（5）机床本体是数控机床的机械结构实体，是用于完成各种切割加工的机械部分。
（√）4 简答题（1）简述数控机床的发展趋势。
P91、高速度与高精度化2、多功能化3、智能化4、高的可靠性（2）简述数控机床各基本组成部分的作用。
数控基础知识
任务2 数控机床的组成和工作原理
•
1.
数
控 机
图3
床
的
组
成
JCS-018A型立式加工中心外观图
1-X轴伺服电机 2-换刀机械手 3-数控柜 4-盘式刀库 5-主轴箱
6-操作面板 7-驱动电源柜 8-工作台 9-鞍座 10-床身
任务2 数控机床的组成和工作原理
2.数控机床的工作原理 •
任务3 数控机床的分类
任务1 数控机床的坐标系统
•
2.机床坐标轴的确定
立式数控机床坐标系统
卧式数控机床坐标系统
任务1 数控机床的坐标系统
3.机床坐标系•与工件坐标系
任务2 程序结构
•
1.数控编程的步骤
任务2 程序结构
2.数控机• 床程序的结构
文字地址程序段格式 程序段格式：N__G__X（U）__Z（W）__F__M__S__T__； 其中：N__表示程序段顺序号；
过 其它各运动部件的控制与操作；
程 （5）首件试切加工，检验零件的合格性，并修改程
序；
（6）在机床上加工出合格的零件。
任务2 数控机床的组成和工作原理
数控机床由数控程•序、输入装置、数控装置（CNC）、伺 服驱动及位置检测、辅助控制装置、机床本体等几部分组成
。
1. （1）数控程序是数控机床自动加工零件的工作指令；
任务4 车削工艺基础
•
3.工序的划分
（1）普通零件按工序集中的原则划分工序； （2）薄壁类零件按粗、精加工分序原则划分工序。
4.加工顺序的确定
(1)先粗加工后精加工； (2)由近及远； (3)内外表面加工交叉进行； (4)最后加工槽、螺纹等表面。
任务4 车削工艺基础
MERUGA折弯机操作手册20081023简
长时间连续显示会出现残像的情况, 这属于正常情况，残像经过一段时间后 会自动消失。
根据不同显示条件,会看见不均匀微小的斑点, 这属于正常情况。
ห้องสมุดไป่ตู้配件的寿命
本机床包含有使用寿命的配件，此配件经过一段时间使用后会发生磨耗、劣 化,动作不灵活等情况，为了更长久良好地使用本机床、所以在一定期间内 有更换配件的需要。
况，本公司将提供有偿维修服务，敬请注意。（请详细阅读保证书） 维修时, 系统内储存的数据有可能被删改，请定期小心备份储存重要的数
据。 本机床的维修用配件，最低保障供应期为制造后的 10 年内。
折弯机床的安全标准
如错误或不正确操作和管理机床时,会引发人身伤亡的重大事故，所以大多 数的国家都会设有适合自己国家的安全标准。
1）总电源开关 ...................................................................................................4-3 2）电源开关 .......................................................................................................4-3 3）液压油泵的启动及停止 ...............................................................................4-4 4）工作台下降 ...................................................................................................4-4 5）脚踏开关 .......................................................................................................4-4 6）手轮 ...............................................................................................................4-4 7）紧急停止按钮 ...............................................................................................4-4 8）程序启动和停止按钮 ...................................................................................4-5 9）液压表阀门开关 ...........................................................................................4-5 10）压力调整阀 .................................................................................................4-5 4．系统画面的名称及机能 ...................................................................................4-6 1）画面的分布 ...................................................................................................4-6 2）模式 ...............................................................................................................4-6 3）工作台的动作 ...............................................................................................4-7 4）警告 ...............................................................................................................4-9 5．模式的操作 .....................................................................................................4-10 1）手动 .............................................................................................................4-10 2）单步 .............................................................................................................4-11 3）自动 .............................................................................................................4-15 4）参数 .............................................................................................................4-16 6．折弯前的准备 .................................................................................................4-18 1）模具的安装 .................................................................................................4-18
第2章数控机床的数控系统
2.1典型数控系统介绍
5．SINUMERIK 802系列
20世纪90年代后期，SIEMENS公司推出了SINUMERIK 802系列数控系统。
其中802S和802C是经济型数控系统，可带3个进给轴。 802S采用带有脉冲及方向信号的步进驱动接口，可配接 STEPDRIVEC/C+步进驱动器和五相混合式步进电机或 FMSTEPDRIVE步进驱动器和1FL3系列三相步进电动机， 如P51 图2-3所示为SINUMERIK 802S数控系统结构； 802C则包含有传统的-10V~10V接口，可配接 SIMODRIVE611驱动装置。802S/C除了3个进给轴外，都 有一个-10V~+10V接口，用于连接主轴驱动。 SINUMERIK 802S/C包含操作面板、机床控制面板、 CNC单元及PLC模块，可安装在通用的安装导轨上。
（10）三维图形实时显示刀具轨迹和零件形状，界面实 时加工参数显示，包括坐标位置（机床、工件、相对）、 跟踪误差、剩余进给、M、S、T和进给速度、倍率等， 显示内容丰富。
（11）空运行和图形化程序校验功能，方便加工代码的 编制和检验。具有后台编程功能。
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2.1典型数控系统介绍
SINUMERIK 802D是数字式的数控系统，可控制最多4个数 字进给轴和一个主轴。如P52图2-4所示。数控系统通过 PROFIBUS总线与I/O模块和数字驱动模块相连接，主轴通 过模拟接口控制。SINUMERIK 802S/802C/802D采用 SIMATIC S7-200PLC指令集对系统内部PLC进行编程。
（2）支持公制/英制输入，绝对值/增量值编程，每分 钟/每转进给和直径/半径编程等功能。
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数控加工工艺教案
第一章数控加工技术概括备课人：学习本课程的目的1.认识数控机床的产生；2.认识数控机床的发展 ;课程的主要内容 :1-1数控机床的产生与发展1.数控机床的产生1.1 数控加工技术的内容（1）零件的加工工艺剖析——依据零件的材质、几何容貌、加工精度等要求，确立数控机床及刀具的选型（机床的数控轴数目、数控轴的控制形式，刀具的形式如球形刀、平底刀、锥形刀及鼓形刀等，刀具的材质）、并制定相应的工艺方案。
（2）零件的几何建模——依据零件的实体模型、工程设计图纸或CAD文件等成立零件待加工表面的曲面模型（参数化描绘）。
* 主要用到图形学、计算机协助图形学方面的知识，多采纳贝齐尔（Bezier ）曲面、 B 样条曲面或非平均有理 B 样条（ NURBS）曲面进行曲面描绘。
*波及的主要问题有：曲面的拟合精度、曲面的裁剪、曲面片的拼接与偏置、曲面片的过渡与求交等。
*清华大学（孙家广），浙江大学（石教英、谭建荣、柯映林），北京航空航天大学（唐荣锡、朱心雄），电子科技大学（叶尚辉）等。
（3）加工过程规划——加工环节规划（如粗加工，精加工环节），刀具轨迹规划（粗加工刀具轨迹规划，精加工刀具轨迹规划）等。
*波及的重要问题：刀具轨迹的规划方法，工件加工精度的控制，刀具与工件的干预查验（切触干预、刀底干预和刀杆干预），刀具的改换，刀具位姿的作业空间查验，加工路径长度的控制，机床进给速率的选定等。
（4）刀具轨迹的生成——依据加工过程规划确立刀位数据（刀具的位姿数据）。
（5）加工过程坊真——对（ 2）—（4）过程进行计算机图形实体仿真、或刀具轨迹仿真。
（6）机床运动指令生成——由刀位数据以及其余的有关功能（如换刀、刀具主轴控制、加工过程中的查验及冷却润滑等协助功能要求）生成机床的运动指令。
（7）生成有效的加工代码——依据机床运动指令生成相应的G代码与 M代码。
（8）数控系统——接收、解说加工代码，形成机床伺服轴及其余功能零件的运动控制信号。