數(shù)控技術(shù)概述資料

1、目 錄第1章 數(shù)控技術(shù)概述91.1 數(shù)控機(jī)床的基本概念91.1.1 學(xué)習(xí)要求91.1.2 主要內(nèi)容91.數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展92.我國數(shù)控機(jī)床發(fā)展概況103.數(shù)控技術(shù)基本概念101.2數(shù)控機(jī)床的組成和分類111.2.1 學(xué)習(xí)要求11 主要內(nèi)容121.數(shù)控機(jī)床的組成122.數(shù)控機(jī)床的分類15 典型例題191.3 數(shù)控機(jī)床的加工原理20 學(xué)習(xí)要求20 主要內(nèi)容201.加工原理202.數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程211.4 數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及適用范圍22 學(xué)習(xí)要求22 主要內(nèi)容221.數(shù)控機(jī)床應(yīng)用的特點(diǎn)222.數(shù)控機(jī)床適用范圍231.4.3 自學(xué)練習(xí)23第1章 數(shù)控技術(shù)概述1.1 數(shù)控機(jī)床的基本概念1.1.1 學(xué)習(xí)要

2、求1. 理解計(jì)算機(jī)數(shù)控的概念；2. 了解數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生、發(fā)展；重點(diǎn)：數(shù)控技術(shù)、數(shù)控機(jī)床的概念 主要內(nèi)容1. 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展隨著科技與生產(chǎn)的發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品日益精密復(fù)雜，更新?lián)Q代日趨頻繁，要求加工設(shè)備具有更高的精度和效率；另外，在產(chǎn)品加工過程中，單件小批量生產(chǎn)的零件約占機(jī)械加工總量的80%以上，加工這種品種多、批量少、形狀復(fù)雜的零件也要求通用性和靈活性較高的加工設(shè)備。數(shù)控機(jī)床是為了解決復(fù)雜型面零件加工的自動(dòng)化而產(chǎn)生的。1948年，美國PARSONS公司在研制加工直升飛機(jī)葉片輪廓用檢查樣板的機(jī)床時(shí)，首先提出了數(shù)控機(jī)床的設(shè)想，在麻省理工學(xué)院的協(xié)助下，于1952年試制成功世界上第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床樣機(jī)。

3、后又經(jīng)過三年時(shí)間的改進(jìn)和自動(dòng)程序編制的研究，數(shù)控機(jī)床進(jìn)入實(shí)用階段，市場上出現(xiàn)了商品化數(shù)控機(jī)床。1958年，美國KEANEY & TRECKER公司在世界上首先研制成功帶有自動(dòng)換刀裝置的加工中心。數(shù)控機(jī)床共經(jīng)歷了五代： 現(xiàn)今的數(shù)控機(jī)床就是在上世紀(jì)70年代發(fā)展起來的一種新型數(shù)控技術(shù)。2. 我國數(shù)控機(jī)床發(fā)展概況我國于1958年開始研制數(shù)控機(jī)床，到60年代末和70年代初，簡易的數(shù)控機(jī)床已在生產(chǎn)中廣泛使用。它們以單板機(jī)作為控制核心，多以數(shù)碼管作為顯示器，用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)作為執(zhí)行元件。80年代初，由于引進(jìn)了國外先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)，使我國的數(shù)控機(jī)床在質(zhì)量和性能上都有了很大的提高。它們具有完備的手動(dòng)操作面板和友好的人

4、機(jī)界面，可以配直流或交流伺服驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)半閉環(huán)或閉環(huán)的控制，能對24軸進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制，具有刀庫管理功能和豐富的邏輯控制功能。90年代起，我國向高檔數(shù)控機(jī)床方向發(fā)展。一些高檔數(shù)控攻關(guān)項(xiàng)目通過國家鑒定并陸續(xù)在工程上得到應(yīng)用。 航天I型、 華中型、華中-2000型等高性能數(shù)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了高速、高精度和高效經(jīng)濟(jì)的加工效果，能完成高復(fù)雜度的五坐標(biāo)曲面實(shí)時(shí)插補(bǔ)控制，加工出高復(fù)雜度的整體葉輪及復(fù)雜刀具。3. 數(shù)控技術(shù)基本概念在加工機(jī)床中得到廣泛應(yīng)用的數(shù)控技術(shù)是一種采用計(jì)算機(jī)對機(jī)械加工過程中各種控制信息進(jìn)行數(shù)字化運(yùn)算、處理，并通過高性能的驅(qū)動(dòng)單元對機(jī)械執(zhí)行構(gòu)件進(jìn)行自動(dòng)化控制的高新技術(shù)。當(dāng)前已有大量機(jī)械加工裝備采用

5、了數(shù)控技術(shù)，其中最典型而應(yīng)用面最廣的是數(shù)控機(jī)床。為了便于后面的討論，下面給出數(shù)控技術(shù)、數(shù)控系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)（CNC）和數(shù)控機(jī)床幾個(gè)概念的定義：數(shù)字控制（Numerical Control）技術(shù)：簡稱數(shù)控（NC）技術(shù)，指用數(shù)字化的信息對機(jī)床運(yùn)動(dòng)及加工過程進(jìn)行控制的一種方法。計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)稱為CNC。數(shù)控系統(tǒng)：指實(shí)現(xiàn)數(shù)控技術(shù)相關(guān)功能的軟硬件模塊有機(jī)集成系統(tǒng)，它是數(shù)控技術(shù)的載體；數(shù)控機(jī)床： 用數(shù)字技術(shù)實(shí)施加工控制的機(jī)床。1.2數(shù)控機(jī)床的組成和分類 學(xué)習(xí)要求 1. 了解數(shù)控機(jī)床的組成；2. 掌握數(shù)控機(jī)床的分類；重點(diǎn)：掌握按伺服系統(tǒng)及按運(yùn)動(dòng)控制方式的分類方法 主要內(nèi)容1. 數(shù)控機(jī)床的組成數(shù)控機(jī)床主要

6、由以下幾個(gè)部分組成，如圖1-1所示。圖中虛線框部分為計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)，即CNC系統(tǒng)，其中各方框?yàn)槠浣M成模塊，代箭頭的連線表示各模塊間的信息流向。圖右邊的實(shí)線框部分為計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的控制對象-機(jī)床部分。下面將分別介紹各模塊的功能。1）操作面板（控制面板）: 它是操作人員與數(shù)控機(jī)床（系統(tǒng)）進(jìn)行交互的工具，一方面，操作人員可以通過它對數(shù)控機(jī)床（系統(tǒng)）進(jìn)行操作、編程、調(diào)試或?qū)C(jī)床參數(shù)進(jìn)行設(shè)定和修改，另一方面，操作人員也可以通過它了解或查詢數(shù)控機(jī)床（系統(tǒng)）的運(yùn)行狀態(tài)。它是數(shù)控機(jī)床的一個(gè)輸入輸出部件，是數(shù)控機(jī)床的特有部件。它主要由按鈕站、狀態(tài)燈、按鍵陣列（功能與計(jì)算機(jī)鍵盤一樣）和顯示器等部分組成，如圖1-2

7、所示.2）控制介質(zhì)與輸入輸出設(shè)備控制介質(zhì)是記錄零件加工程序的媒介。輸入輸出設(shè)備是CNC系統(tǒng)與外部設(shè)備進(jìn)行信息交互裝置。零件加工程序是交互的主要信息。它們的作用是將編制好的記錄在控制介質(zhì)上的零件加工程序輸入CNC系統(tǒng)、或?qū)NC系統(tǒng)中已調(diào)試好了的零件加工程序通過輸出設(shè)備存放或記錄在相應(yīng)的控制介質(zhì)上。數(shù)控機(jī)床常用的控制介質(zhì)有穿孔紙帶（對應(yīng)的輸入輸出設(shè)備分別是紙帶閱讀機(jī)和紙帶穿孔機(jī)）、磁帶（對應(yīng)的輸入輸出設(shè)備是錄音機(jī)）、磁盤（對應(yīng)的輸入輸出設(shè)備是磁盤驅(qū)動(dòng)器）。除此之外，還可采用通信方式進(jìn)行信息交換，現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)一般都具有利用通信方式進(jìn)行信息交換的能力。這種方式是實(shí)現(xiàn)CAD/CAM集成、FMS和CIM

8、S的基本技術(shù)。目前在數(shù)控機(jī)床上常采用的方式有：串行通訊（RS232等串口）、自動(dòng)控制專用接口和規(guī)范（DNC方式，MAP協(xié)議等）、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（internet，LAN等）。3）計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）裝置（或CNC單元）： 計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）裝置是計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的核心。其主要作用是根據(jù)輸入的零件加工程序或操作者命令進(jìn)行相應(yīng)的處理（如運(yùn)動(dòng)軌跡處理、機(jī)床輸入輸出處理等），然后輸出控制命令到相應(yīng)的執(zhí)行部件(伺服單元、驅(qū)動(dòng)裝置和PLC等)，完成零件加工程序或操作者命令所要求的工作。所有這些都是由CNC裝置協(xié)調(diào)配合，合理組織進(jìn)行的，從而使整個(gè)系統(tǒng)能有條不紊地工作。它主要由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、位置控制板、PLC接口板，

9、通訊接口板、擴(kuò)展功能模塊以及相應(yīng)的控制軟件等模塊組成。4）伺服單元、驅(qū)動(dòng)裝置和測量裝置： 伺服單元和驅(qū)動(dòng)裝置是指主軸伺服驅(qū)動(dòng)裝置和主軸電機(jī)、進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)裝置和進(jìn)給電機(jī)；測量裝置是指位置和速度測量裝置，它是實(shí)現(xiàn)速度閉環(huán)控制（主軸、進(jìn)給）和位置閉環(huán)控制（進(jìn)給）的必要裝置。主軸伺服系統(tǒng)的主要作用是實(shí)現(xiàn)零件加工的切削運(yùn)動(dòng)，其控制量為速度。進(jìn)給伺服系統(tǒng)的主要作用是實(shí)現(xiàn)零件加工的成形運(yùn)動(dòng)，其控制量為速度和位置。能靈敏、準(zhǔn)確地跟蹤C(jī)NC裝置的位置和速度指令是它們的共同特點(diǎn)特征。5）PLC、機(jī)床I/O電路和裝置PLC (Programmable Logic Controller)： 用于完成與邏輯運(yùn)算、順序動(dòng)

10、作有關(guān)的I/O控制，它由硬件和軟件組成；機(jī)床I/O電路和裝置實(shí)現(xiàn)I/O控制的執(zhí)行部件(由繼電器、電磁閥、行程開關(guān)、接觸器等組成的邏輯電路；它們共同完成以下任務(wù)：接受CNC的M、S、T指令，對其進(jìn)行譯碼并轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的控制信號(hào)，控制輔助裝置完成機(jī)床相應(yīng)的開關(guān)動(dòng)作；接受操作面板和機(jī)床側(cè)的I/O信號(hào)，送給CNC裝置，經(jīng)其處理后，輸出指令控制CNC系統(tǒng)的工作。6）機(jī)床本體機(jī)床是數(shù)控機(jī)床的主體，是數(shù)控系統(tǒng)的被控對象，是實(shí)現(xiàn)制造加工的執(zhí)行部件。它主要由主運(yùn)動(dòng)部件、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件（工作臺(tái)、拖板以及相應(yīng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)）、支承件（立柱、床身等）以及特殊裝置（刀具自動(dòng)交換系統(tǒng) 工件自動(dòng)交換系統(tǒng)）和輔助裝置（如冷卻、潤滑、

11、排屑、轉(zhuǎn)位和夾緊裝置等）組成。數(shù)控機(jī)床機(jī)械部件的組成。與普通機(jī)床相似，但傳動(dòng)結(jié)構(gòu)和變速系統(tǒng)較為簡單，在精度、剛度、抗震性等方面要求高。2. 數(shù)控機(jī)床的分類1）按機(jī)械加工的運(yùn)動(dòng)軌跡分類點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床：這類數(shù)控機(jī)床僅能控制在加工平面內(nèi)的兩個(gè)坐標(biāo)軸帶動(dòng)刀具與工件相對運(yùn)動(dòng)，從一個(gè)坐標(biāo)位置快速移動(dòng)到下一個(gè)坐標(biāo)位置，然后控制第三個(gè)坐標(biāo)軸進(jìn)行鉆鏜切削加工。特點(diǎn)：在整個(gè)移動(dòng)過程中不進(jìn)行切削加工，因此對運(yùn)動(dòng)軌跡沒有任何要求，但要求坐標(biāo)位置有較高的定位精度。點(diǎn)位控制的數(shù)控機(jī)床用于加工平面內(nèi)的孔系，這類機(jī)床主要有數(shù)控鉆床、印刷電路板鉆孔機(jī)、數(shù)控鏜床、數(shù)控沖床、三坐標(biāo)測量機(jī)等。直線控制數(shù)控機(jī)床:這類數(shù)控機(jī)床可控制刀

12、具或工作臺(tái)以適當(dāng)?shù)倪M(jìn)給速度，沿著平行于坐標(biāo)軸的方向進(jìn)行直線移動(dòng)和切削加工，進(jìn)給速度根據(jù)切削條件可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。早期，簡易兩坐標(biāo)軸數(shù)控車床，可用于加工臺(tái)階軸。簡易的三坐標(biāo)軸數(shù)控銑床，可用于平面的銑削加工。現(xiàn)代組合機(jī)床采用數(shù)控進(jìn)給伺服系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)動(dòng)力頭帶著多軸箱軸向進(jìn)給進(jìn)行鉆鏜加工，它也可以算作一種直線控制的數(shù)控機(jī)床。值得一提的是現(xiàn)在僅僅具有直線控制功能的數(shù)控機(jī)床已不多見。輪廓控制數(shù)控機(jī)床:這類數(shù)控機(jī)床具有控制幾個(gè)坐標(biāo)軸同時(shí)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，即多坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)的能力，使刀具相對于工件按程序規(guī)定的軌跡和速度運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過程中進(jìn)行連續(xù)切削加工的功能?？蓪?shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)加工是這類數(shù)控機(jī)床的本質(zhì)特征。這類數(shù)控機(jī)床有數(shù)控車床

13、、數(shù)控銑床、加工中心等用于加工曲線和曲面形狀零件的數(shù)控機(jī)床?，F(xiàn)代的數(shù)控機(jī)床基本上都是這種類型。若根據(jù)其聯(lián)動(dòng)軸數(shù)還可細(xì)分為：2軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床、3軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床、4軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床、5軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床。2) 按伺服系統(tǒng)的控制原理分類按數(shù)控系統(tǒng)的進(jìn)給伺服子系統(tǒng)有無位置測量裝置可分為開環(huán)數(shù)控機(jī)床和閉環(huán)數(shù)控機(jī)床，在閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)中根據(jù)位置測量裝置安裝的位置又可分為全閉環(huán)和半閉環(huán)兩種。開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床:由圖1-3可知開環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)沒有位置測量裝置，信號(hào)流是單向的（數(shù)控裝置進(jìn)給系統(tǒng)），故系統(tǒng)穩(wěn)定性好。但由于無位置反饋，精度相對閉環(huán)系統(tǒng)來講不高，其精度主要取決于伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的性能和精度。這類系統(tǒng)一般

14、以功率步進(jìn)電機(jī)作為伺服驅(qū)動(dòng)元件，具有結(jié)構(gòu)簡單、工作穩(wěn)定、調(diào)試方便、維修簡單、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，在精度和速度要求不高、驅(qū)動(dòng)力矩不大的場合得到廣泛應(yīng)用。一般用于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床和舊機(jī)床的數(shù)控化改造。半閉環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床:由圖1-4可知，半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的位置檢測點(diǎn)是從驅(qū)動(dòng)電機(jī)（常用交直流伺服電機(jī)）或絲杠端引出，通過檢測電機(jī)和絲杠旋轉(zhuǎn)角度來間接檢測工作臺(tái)的位移量，而不是直接檢測工作臺(tái)的實(shí)際位置。由于在半閉環(huán)環(huán)路內(nèi)不包括或只包括少量機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)，因此可獲得穩(wěn)定的控制性能，其系統(tǒng)的穩(wěn)定性雖不如開環(huán)系統(tǒng)，但比閉環(huán)要好。另外，由于在位置環(huán)內(nèi)各組成環(huán)節(jié)的誤差可得到某種程度的糾正，而位置環(huán)外的各環(huán)節(jié)如絲杠的螺距誤

15、差、齒輪間隙引起的運(yùn)動(dòng)誤差均難以消除。因此，其精度比開環(huán)要好，比閉環(huán)要差。但可對這類誤差進(jìn)行補(bǔ)償，因而仍可獲得滿意的精度。半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)試方便、精度也較高，因而在現(xiàn)代CNC機(jī)床中得到了廣泛應(yīng)用。閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床:閉環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的位置檢測點(diǎn)如圖1-5的粗實(shí)線所示，它直接對工作臺(tái)的實(shí)際位置進(jìn)行檢測從理論上講，可以消除整個(gè)驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)環(huán)節(jié)的誤差、間隙和失動(dòng)量。具有很高的位置控制精度。但由于位置環(huán)內(nèi)的許多機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)的摩擦特性、剛性和間隙都是非線性的，故很容易造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定，使閉環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試都相當(dāng)困難。因而，該系統(tǒng)對其組成環(huán)節(jié)的精度、剛性和動(dòng)態(tài)特性等都有較高的要求，故價(jià)格昂貴

16、。這類系統(tǒng)主要用于精度要求很高的鏜銑床、超精車床、超精磨床以及較大型的數(shù)控機(jī)床等。3) 按功能水平分類數(shù)控機(jī)床按數(shù)控系統(tǒng)的功能水平可分為低、中、高三檔。這種分類方式，在我國用的很多。低、中、高檔的界限是相對的，不同時(shí)期的劃分標(biāo)準(zhǔn)有所不同，就目前的發(fā)展水平來看，一般開環(huán)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，2軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床多為低檔；采用半閉環(huán)直流或交流伺服系統(tǒng)，聯(lián)動(dòng)軸數(shù)在35軸的機(jī)床多為中檔；采用閉環(huán)直流或交流伺服系統(tǒng)，聯(lián)動(dòng)軸數(shù)在35軸，且分辨率=0.1m的多為高檔。4) 按工藝用途分類數(shù)控機(jī)床按不同工藝用途分類可分成數(shù)控金屬切削機(jī)床、數(shù)控金屬成型機(jī)床以及特種加工機(jī)床等。其中金屬切削機(jī)床有數(shù)控的車床、銑床、磨床與齒輪加

17、工機(jī)床等；在數(shù)控金屬成型機(jī)床中，有數(shù)控的沖壓機(jī)、彎管機(jī)、裁剪機(jī)等；在特種加工機(jī)床中有數(shù)控的電火花切割機(jī)、火焰切割機(jī)、點(diǎn)焊機(jī)、激光加工機(jī)等。近年來在非加工設(shè)備中也大量采用數(shù)控技術(shù)，如數(shù)控測量機(jī)、自動(dòng)繪圖機(jī)、裝配機(jī)、工業(yè)機(jī)器人等。1.2.3 典型例題1從數(shù)控系統(tǒng)控制功能來開 NC機(jī)床各分為幾類，應(yīng)用場合，試列舉出各類機(jī)床的典型機(jī)床？答：分為輪廓控制數(shù)控系統(tǒng)，點(diǎn)位控制數(shù)控系統(tǒng)，直線控制數(shù)控系統(tǒng)。點(diǎn)位控制數(shù)控系統(tǒng)，僅能實(shí)現(xiàn)刀具相對于工件從一點(diǎn)到另一點(diǎn)的精確定位運(yùn)動(dòng)，適用范圍：數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、數(shù)控沖床和數(shù)控測量機(jī)。直線控制數(shù)控系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)位控制數(shù)控系統(tǒng)的功能，并且還能實(shí)現(xiàn)沿平行某個(gè)坐標(biāo)軸（如X、Y

18、、Z）或兩軸等速的方向進(jìn)行加工；適用范圍：數(shù)控鏜銑床、數(shù)控組合機(jī)床等。輪廓控制數(shù)控系統(tǒng)，具有控制幾個(gè)進(jìn)給軸同時(shí)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)（坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)），使工件相對于刀具按程序規(guī)定的軌跡和速度運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過程中進(jìn)行連續(xù)切削加工。適用范圍：數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心等用于加工曲線和曲面的機(jī)床。現(xiàn)代的數(shù)控機(jī)床基本上都是裝備的這種數(shù)控系統(tǒng)。2試從控制精度、系統(tǒng)穩(wěn)定性及經(jīng)濟(jì)性三方面，比較開環(huán)、閉環(huán)、半閉環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)劣？答：開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)由于沒有位置反饋，其控制精度相對閉環(huán)和半閉環(huán)系統(tǒng)來講是較低的，故系統(tǒng)穩(wěn)定性好、成本低； 閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)位置測量裝置安裝在機(jī)械執(zhí)行部件上，直接對運(yùn)動(dòng)部件的實(shí)際位置進(jìn)行檢測的數(shù)控系統(tǒng)。具有很高的位置

19、控制精度。 但容易造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定，這類系統(tǒng)價(jià)格往往較高。 半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)位置測量裝置安裝在驅(qū)動(dòng)裝置（常用伺服電機(jī)）或絲杠上，其系統(tǒng)的穩(wěn)定性雖不如開環(huán)系統(tǒng)，但比閉環(huán)要好。但由于絲杠的螺距誤差和齒輪間隙引起的運(yùn)動(dòng)誤差難以消除。因此，其精度較閉環(huán)差，較開環(huán)好的精度。半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)價(jià)格介于開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)之間。1.3 數(shù)控機(jī)床的加工原理1.3.1 學(xué)習(xí)要求 1. 掌握數(shù)控加工過程；2. 掌握數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的流程以及各環(huán)節(jié)的作用；重點(diǎn)：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換各環(huán)節(jié)的作用1.3.2 主要內(nèi)容1. 加工原理1）在數(shù)控機(jī)床上加工工件時(shí)，首先要根據(jù)加工零件的圖樣與工藝方案，用規(guī)定的格式編寫程序單，并且記錄在程序載體上；2）把程

20、序載體上的程序通過輸入裝置輸入到數(shù)控裝置中去；3）數(shù)控裝置將輸入的程序經(jīng)過一系列數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換流程向機(jī)床各個(gè)坐標(biāo)的伺服系統(tǒng)發(fā)出運(yùn)動(dòng)指令，同時(shí)向I/O模塊發(fā)出I/O控制信號(hào)；4）伺服系統(tǒng)根據(jù)數(shù)控裝置發(fā)出的信號(hào)，通過伺服執(zhí)行機(jī)構(gòu)(如步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、直流伺服電動(dòng)機(jī)、交流伺服電動(dòng)機(jī))，經(jīng)傳動(dòng)裝置(如滾珠絲杠螺母副等)，驅(qū)動(dòng)機(jī)床各運(yùn)動(dòng)部件，使機(jī)床按規(guī)定的動(dòng)作順序、速度和位移量進(jìn)行工作；I/O模塊根據(jù)數(shù)控裝置發(fā)出的I/O信號(hào)，控制機(jī)床的 從而制造出符合圖樣要求的零件。2. 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程CNC系統(tǒng)的主要任務(wù)就是如何將由零件加工程序表達(dá)的加工信息（幾何信息和工藝信息），變換成各進(jìn)給軸的位移指令、主軸轉(zhuǎn)速指令和輔助動(dòng)作指

21、令，控制機(jī)床的加工軌跡和邏輯動(dòng)作，加工出符合要求的零件。其數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的過程包括：譯碼、刀補(bǔ)、插補(bǔ)、位置控制，以及IO控制，其具體功能如下：譯碼：將用文本格式（通常用ASCII碼）表達(dá)的零件加工程序，以程序段為單位轉(zhuǎn)換成刀補(bǔ)處理程序所要求的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（格式）。刀補(bǔ)處理：用戶零件加工程序通常是按零件輪廓編制的，而數(shù)控機(jī)床在加工過程中控制的是刀具中心軌跡，因此在加工前必須將零件輪廓變換成刀具中心的軌跡。刀補(bǔ)處理就是完成這種轉(zhuǎn)換的程序。插補(bǔ)計(jì)算 ：本模塊以系統(tǒng)規(guī)定的插補(bǔ)周期t定時(shí)運(yùn)行，它將由各種線形（直線，園弧等）組成的零件輪廓，按程序給定的進(jìn)給速度F，實(shí)時(shí)計(jì)算出各個(gè)進(jìn)給軸在t內(nèi)位移指令（X1、Y1、），并送給進(jìn)給伺服系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)成形運(yùn)動(dòng)。PLC控制：PLC控制是對機(jī)床動(dòng)作的“順序控制”。即以CNC內(nèi)部和機(jī)床各行程開關(guān)、傳感器、按鈕、繼電器等開關(guān)量信號(hào)狀態(tài)為條件，并按預(yù)先規(guī)定的邏輯順序?qū)χT如主軸的起停、換向，刀具的更換，工件的夾緊、松開，冷卻、潤滑系統(tǒng)等的運(yùn)行等進(jìn)行的控制。1.4 數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及適用范圍1.4.1 學(xué)習(xí)要求 1. 了解數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍1.4.2 主要內(nèi)容1. 數(shù)控機(jī)床應(yīng)用的特點(diǎn)1） 加工精度高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定精度可達(dá)到0.0050.1mm。加工精度不受產(chǎn)品形狀及其復(fù)雜程度