数控原理与系统-第1章-数控原理概述

主轴功能、辅助功能、刀具功能
华中
补偿功能
刀具半径补偿图例：
基本思想：刀具半径补偿的计算就是根据零件轮廓和刀 具半径值计算出刀具中心的运动轨迹。
刀具半径补偿示例：
%0010
N20 T0101；
（转1号刀，执行1号刀补）
N30 M03 S1000；
（主轴按1000r／rain正转）
N40 G00 X0．0 Z10．0；
位置等)，其控制信息主要来源于数控加工或运动控制程序 数控系统的最基本组成应包括：程序的输入/输出装置、数控装置、
伺服驱动这三部分
第一章 数控系统概述
1.2数控系统与计算机数控系统(CNC系统)
(1)输入/输出装置—作用是进行数控加工或运动控 制程序、加工与控制数据、机床参数以及坐标轴 位置、检测开关的状态等数据的输入、输出
数控原理与系统
第1章 数控系统概述
1.1数字控制技术 1.2数控系统与计算机数控系统(CNC系统) 1.3现代数控系统的发展
第一章 数控系统概述
1.1数字控制技术
1.1.1数控技术、数控系统与数控机床
数控技术，简称数控(Numerical Control — NC) 是利用数字化信息对机械运动及加工过程进行控制的一种方法 现代数控采用计算机进行控制，因此，也可以称为计算机数控
以及其他相关装置，组成的加工单元称为柔性加工单元(Flexible Manufacturing Cell — FMC) 在FMC和加工中心的基础上，通过增加物流系统、工业机器人以及相关设备，并由中控制系 统进行集中、统一控制和管理，这样的制造系统称为柔性制造系统(Flexible Manufacturing System—FMS) 从市场预测、生产决策、产品设计、产品制造直到产品销售的全面自动化的、完整的生产制 造系统，称为计算机集成制造系统(Computer Integrated Manufacturing System— CIMS)
--绝对偏置补偿 --相对偏置补偿 -刀具磨损补偿 刀具半径补偿
刀具半径补偿
刀具长度补偿铣床
反向间隙补偿、螺距补偿
自诊断功能、通讯功能 报警和提示信息的报警号和报警内容的形式显示在报警栏中。
人机对话编程功能
华中“世纪星”数控系统显示功 能
图形仿真模拟显示
图形轨迹模拟显示（车）
图形轨迹模拟显示（铣）
键盘和显示器是最基本的输入/输出装置 还可配光电阅读机，磁带机或软盘驱动器等
第一章 数控系统概述
1.2数控系统与计算机数控系统(CNC系统)
(2)数控装置—是数控系统的核心
由输入/输出接口线路、控制器、运算器和存储器等部分组成 作用是将输入装置输入的数据，通过内部的逻辑电路或控制软件进行编译、运算
第一章 数控系统概述
1.1数字控制技术
1.1.2NC机床、加工中心、FMC、FMS与CIMS
凡是采用了数控技术进行控制的机床统称NC机床 带有自动刀具交换装置(Automatic Tool Changer—ATC)的数控机床(带有回转刀架的 数
控车床除外)称为加工中心（Machine Center—MC） 在加工中心的基础上，通过增加多工作台(托盘)自动交换装置(Auto Pallet Changer—APC)
程序段序号
坐标字 进给功能字
准备机能字
刀具功能字
主轴转速功能字
辅助功能字 结束符
N003 G90 G01 X+35. Y+279.3 Z-429.7 S1000 T02 F500 M07；
常用地址字符
地址字
意
义
A 、B、 C F 、S、T G I、J、K M N U、V 、W X 、Y、 Z
围绕X、Y、Z轴旋转的旋转轴角度尺寸字 进给速度指定机能、主轴速度机能、刀具机能 准备机能 插补参数 辅助机能 程序段序号 与X、Y、Z轴平行的第2移动坐标尺寸字 主坐标轴X、Y、Z移动坐标尺寸字
准备功能字 G指令 —— 准备功能 功能：规定机床运动线型、坐标系、坐标平面、刀具 补偿、暂停等操作。 组成：G后带二位数字组成，共有100种（G00～G99）。 示例：G01，G03，G41，G91，G04，G18等
国际标准化组织准规定的准备功能指令代码—G代码
模态代码(又称续效代码）：一经在一个程序段中指定，其功 能一直保持到被取消或被同组其它G代码所代替 非模态代码：的功能仅在所出现的程序段内有效
G92 X400. Z250.
φ400 z
重要说明：
(1) 在执行此G92指令之前必须先进行对刀，通过调整机床， 将刀尖放在程序所要求的起刀点位置上（即在执行G92指令之 前，刀尖的位置要在X400Y250.上）。
（快速点定位）
N50 G42 G01 X0．0 Z0．0 F100（刀补建立）
N60 X40．0；
N70 Z-18．0；
（刀补进行）
N80 X80．0；
N90 G40 G00 X85．0 Z10．0； （刀补取消）Leabharlann N100 G28 U0 W0；
（返回参考点）
N110 M30；
刀具偏置补偿
刀具几何补偿 -刀具偏置补偿
第一章 数控系统概述
1.2数控系统与计算机数控系统(CNC系统)
(3)伺服驱动—接受来自数控装置的指令信息，经功 率放大后，严格按照指令信息的要求驱动机床的 移动部件，以加工出符合图样要求的零件
伺服精度和动态响应性能是影响数控机床加工精度、表面质量 和生产率的重要因素之一
伺服驱动通常由伺服放大器(亦称驱动器、伺服单元)和执行机 构等部分组成
ISO代码具有信息量大，可靠性高等优点，目前世 界各国都采用ISO代码，EIA代码发展较早。
我国规定新产品一律采用ISO代码。
加工程序的结构 加工程序
主程序和子程序 程序段(block) 字(word) 地址和数据
程序段格式
N××××G××X±××××.×××Y±××××.×××F××S××T××M××LF
采用数控技术进行控制的机床，称为数控机床(NC机床)。 它是一种综合应用了计算机术、自动控制技术、精密测量技术和
机床设计等先进技术的典型机电一体化产品，是现代制造技术的 基础。 机床控制是数控技术应用最早、最广泛的领域 数控机床的水平代表了当前数控技术的性能、水平和发展方向。
第一章 数控系统概述
同组的任意两个代码不能出现在一个程序段中如 G00G01X100Z100× 不同组的G代码根据需要可以在一个程序段中出现如
G90G01X100Z100√
N001 G01 G17 G41X_Y_F_;
N002
X_Y_;
N003 G03 X_Y_I_J_;
N004
X_Y_I_J_;
N005 G01 X_Y_;
1.1数字控制技术
若机床的操作命令以数值数据的形式描述，工作过程按照规定的程序自动地进行， 则这种机床称为数控机床 数控机床以其适应性强，加工质量稳定，精度高等特点在机械加工中得到广泛应 用。其主要特点如下： 1．对零件加工的适应性强，灵活性好 2．加工精度高，加工质量稳定可靠 3．自动化程度高，工人劳动强度低、劳动条件得到改善 4．加工生产效率高 5．良好的经济效益 6．有利于机械加工综合自动化发展
和处理，并输出各种信息和指令，以控制机床的各部分进行规定的动作 在这些控制信息和指令中，最基本的是坐标轴的进给速度、进给方向和进给位移
量指令。它经插补运算后生成，提供给伺服驱动，经驱动器放大，最终控制坐标 轴的位移。它直接决定了刀具或坐标轴的移动轨迹。 此外，根据系统和设备的不同，如：在数控机床上，还可能有主轴的转速、转向 和起、停指令；刀具的选择和交换指令；冷却、润滑装置的起、停指令；工件的 松开、夹紧指令；工作台的分度等辅助指令。在基本的数控系统中，它们是通过 接口，以信号的形式提供给外部辅助控制装置，由辅助控制装置对以上信号进行 必要的编译和逻辑运算，放大后驱动相应的执行器件，带动机床机械部件、液压 气动等辅助装置完成指令规定的动作
数控机床进行零件加工的基本操作过程 ⑴程序编制 (手动编程、自动编程 2) ⑵数控机床通电初始化 ⑶程序输入 ⑷加工相关参数输入 ⑸运行加工程序，完成零件的数控加工
第一章 数控系统概述 1.2数控系统与计算机数控系统(CNC系统)
计算机数控系统的基本工作原理
信息输入 译码转换 数据处理 轨迹插补 伺服驱动 程序管理
第一章 数控系统概述
1.2数控系统与计算机数控系统(CNC系统)
1.2.2 数控系统的分类 1．按工艺用途分类 1）金属切削类机床数控系统 2）金属成型类机床数控系统 3）特种加工类机床数控系统 2.按控制运动的方式分类
①
1）点位控制数控系统 2）点位直线控制数控系统 3）轮廓控制数控系统
1.2.3 CNC系统的特点与功能 C的特点 1)灵活性 2)通用性 3)可靠性 4)数控功能多样性 5)使用维修方便 6)易于实现机电一体化
第一章 数控系统概述
1.2数控系统与计算机数控系统(CNC系统)
2．CNC系统的功能
控制功能
刀具功能和第二辅助功能
准备功能
补偿功能
插补功能
字符图形显示功能
第一章 数控系统概述
1.2数控系统与计算机数控系统(CNC系统)
1.2.1数控系统的基本组成与基本原理
第一章 数控系统概述
1.2数控系统与计算机数控系统(CNC系统)
1.2.1数控系统的基本组成与基本原理
数控系统是所有数控设备的核心 数控系统的主要控制对象是坐标轴的位移(包括移动速度、方向、
第一章 数控系统概述
1.2数控系统与计算机数控系统(CNC系统)
数控系统的配置和组成除三个最基本的组成部分外， 还可能有:
PLC 测量检测装置
数控机床的机床本体由:主轴传动装置、进给传动装 置、床身、工作台以及辅助运动装置、液压气动系 统、润滑系统、冷却装置等组成