數(shù)控技術與數(shù)控機床的基本概念

數(shù)控技術與數(shù)控機床的根本概念姓名：王智博學號目錄一、數(shù)控機床和機床數(shù)控技術二、機床數(shù)控根本原理2a一、數(shù)控技術和機床數(shù)控技術1.根本概念數(shù)字控制(NumericalControl,NC)，數(shù)字化信息實現(xiàn)電氣傳動件控制的一種方法，是近現(xiàn)代開展起來的一種自動控制技術。數(shù)字程序控制系統(tǒng)〔NumericalControlSystems，NCS〕，是指用代表加工順序、加工方式和加工參數(shù)的數(shù)字碼作為控制指令的數(shù)字控制系統(tǒng)。3a

它由程序輸入、輸出設備、計算機數(shù)字控制裝置、可編程控制器、主軸進給及驅(qū)動裝置等組成。

數(shù)字控制系統(tǒng)的組成程序輸入1輸出設備2計算機數(shù)字控制裝置3可編程控制器4主軸進給及驅(qū)動裝置54a數(shù)字控制系統(tǒng)的控制過程可分為三部：1.實時采集數(shù)據(jù)。對被控對象的被控參數(shù)進行實時檢測，同時傳送給計算機進行處理。2.實時決策。對采集到的被控參數(shù)的狀態(tài)量進行分析，并按照某種控制算法計算出控制量，決定下一步的控制過程。

3.實時控制。根據(jù)決策實時地向執(zhí)行器發(fā)出控制信號。5a

數(shù)字控制系統(tǒng)的主要作用如下：

1.信息處理。對于復雜控制系統(tǒng)，輸入信號和根據(jù)控制算法要求對誤差進行計算時的計算量很大，采用模擬解算裝置達不到所需精度，需要計算機處理。

2.實時控制。計算機控制系統(tǒng)是通過軟件程序來實現(xiàn)系統(tǒng)控制的，并不斷地對系統(tǒng)進行校正以到達所需的動態(tài)特性。

3.復雜計算。計算機具有快速實現(xiàn)復雜計算的功能，因而可以實現(xiàn)系統(tǒng)的最優(yōu)控制、自適應控制等高級控制功能和多功能計算調(diào)節(jié)。6a2數(shù)控機床定義：應用數(shù)控技術或裝有數(shù)控系統(tǒng)的機床簡稱為數(shù)控機床。7a數(shù)控機床在機床控制中的廣泛應用，形成了數(shù)控技術的開展的主流--機床數(shù)控技術和機床數(shù)控系統(tǒng)。

機床數(shù)控系統(tǒng)能夠邏輯的處理使用號碼或者氣體符號編碼指令規(guī)定的程序，能夠自動完成機床加工信息的輸入、譯碼、運算，從而控制機床的運動和加工過程。

8a數(shù)控機床與傳統(tǒng)機床相比，具有以下一些特點：具有高度柔性A加工精度高B加工質(zhì)量穩(wěn)定、可靠C生產(chǎn)率高D改善勞動條件E利用生產(chǎn)管理現(xiàn)代化F9a在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，數(shù)控技術是關鍵技術，它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術與一體，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點，對制造業(yè)實現(xiàn)柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。1數(shù)控機床是20世紀50年代以來發(fā)展起來的具有廣闊前景的新型自動化機床，它綜合了計算機技術、自動控制、精密檢測和精密制造等方面的科技成果，是機電一體化的典型產(chǎn)品。210a

數(shù)控機床的工作原理是：根據(jù)被加工零件圖樣進行工藝分析，編寫加工程序，將加工程序輸入數(shù)控裝置中完成軌跡插補運算，控制機床執(zhí)行機構(gòu)的運動軌跡，加工出符合零件圖要求的工件。二、機床數(shù)控根本原理11a01零件加工輪廓的幾何信息和工藝信息數(shù)字化03數(shù)控系統(tǒng)均能根據(jù)被加工工件的輪廓形狀信息確定各坐標軸應移動的最小單位個數(shù)和動點坐標并對各坐標軸進行脈沖分配02按規(guī)定的代碼和格式編寫成加工程序。04通過伺服系統(tǒng)控制各坐標軸按要求的規(guī)律運動數(shù)控加工過程：12a數(shù)控車床工件數(shù)控銑床工件五軸數(shù)控加工工件13a

插補計算

一般的數(shù)控系統(tǒng)均能根據(jù)被加工工件的輪廓形狀信息(如直線的始點和終點坐標、圓弧的始點和終點坐標及半徑等)自動計算確定各坐標軸應移動的最小單位個數(shù)和動點坐標(稱為插補計算)，并對各坐標軸進行脈沖分配(脈沖個數(shù)和運動控制信息的順序分配)，通過伺服系統(tǒng)控制各坐標軸按要求的規(guī)律運動。14a數(shù)控系統(tǒng)所具備的自動插補能力的大小關系到數(shù)控機床的加工能力，自動插補能力越強,工件在機床上的數(shù)控成形方法越簡單,加工復雜型面工件的能力越強，加工前期編程計算準備工作量越小。無論是數(shù)控系統(tǒng)的自動插補計算，還是利用直線、圓弧或高次函數(shù)來逼近曲線加工時的各節(jié)點坐標確定，實際上都是在被加工軌跡曲線上的點之間進行數(shù)據(jù)密化工作，這種坐標點“密化計算〞統(tǒng)稱為插補。15a插補直線插補螺旋線插補圓弧插補拋物線插補插補分類：〔1〕根據(jù)數(shù)學模型分類16a插補脈沖增量插補算法數(shù)據(jù)采樣插補算法〔2〕根據(jù)插補算法形式：1.數(shù)字脈沖乘法器插補法2.逐點比較法3.數(shù)字積分法4.矢量判別法5.比較積分法6.最小偏差法1.直接函數(shù)法2.擴展數(shù)字積分法等17a直線差補圓弧差補根據(jù)給定的信息進行數(shù)字計算，在計算過程中不斷向各個坐標發(fā)出相互協(xié)調(diào)的進給脈沖，使被控機械部件按指定的路線移動，對于任意曲線，一般可以利用數(shù)控系統(tǒng)直線插補和圓弧插補功能進行近似加工。18a利用直線插補功能加工曲線加工時，只要事先確定各節(jié)點坐標并輸人數(shù)控系統(tǒng),系統(tǒng)利用其直線插補功能就可自動完成該曲線輪廓的(直線逼近)加工。當被加工