数控系统概述.ppt

主编主编 张爱红张爱红（2007版）项目一 数控系统概述单元一 基本概念单元二 数控系统的分类单元三 数控加工信息预处理单元四 轮廓插补原理单元五 刀补与插补原理演示 项目一 数控系统概述单元一 基本概念一、数控系统的基本概念一、数控系统的基本概念 1.数控数字控制的简称 2.数控系统用数字控制技术实现的自动控制系统 3.数控机床数控系统与机床本体的结合体 项目一 数控系统概述二、数控系统的组成二、数控系统的组成1.数控系统一般由输入/输出装置、数控装置、驱动装置、机床电器逻辑控制装置四部组成，机床本体为被控对象。输入/输出装置数控装置驱动控制装置机床电器逻辑 控制装置机床 项目一 数控系统概述程序清单信息载体编程器CAD/CAM系统上位机程序清单通信线路输出装置计算机数字控制装置（CNC）可编程控制器(PLC)主轴控制单元速度控制单元主轴电机 机 床进给电机位置检测器2.计算机数控系统的组成 采用计算机数控装置的数控系统称为CNC。现代数控系统采用PLC。项目一 数控系统概述3.Fanuc 0i-C数控系统的主要部件 电源模块 主轴模块 伺服模块图中：数控装置（背面）正面：显示器、键盘 机床I/O模块项目一 数控系统概述4.Fanuc 0i-C数控系统的部件连接 项目一 数控系统概述三、数控系统的主要工作过程三、数控系统的主要工作过程 轨迹插补、位置控制 程序输入-加工信息预处理-开关量控制 状态监控数据输入 内部 外部程序编辑器 磁盘、计算机通信数控加工程序 译 码几何、工艺数据开关量控制 PLC 刀具交换、切削液开关等 插 补 同 步 调节器 反馈位置处理M:电动机W:位置传感器 给定量：X 项目一 数控系统概述单元二 数控系统的分类一、按被控机床的运动轨迹分类一、按被控机床的运动轨迹分类 1.点位控制数控系统 2.直线控制数控系统 3.轮廓控制数控系统 项目一 数控系统概述二、按伺服系统分类二、按伺服系统分类 1.开环控制数控系统进给脉冲步进电机驱动装置 工作台 步进电动机项目一 数控系统概述 2.半闭环控制数控系统指令值位置比较电路速度控制电路伺服电机工作台项目一 数控系统概述 3.全闭环控制数控系统指令值位置比较电路速度控制电路伺服电机速度反馈位置反馈AC工作台 项目一 数控系统概述三、按数控系统功能水平分类三、按数控系统功能水平分类 1.经济型数控系统 2.普及型数控系统 3.高档型数控系统 项目一 数控系统概述单元三 数控加工信息预处理一、一、数控加工信息的译码数控加工信息的译码 以程序段为单位处理用户加工程序，将其中的轮廓信息、加工速度和辅助功能信息等翻译成便于计算机处理的信息格式，存放在指定的存储器中。项目一 数控系统概述二、刀具补偿计算二、刀具补偿计算 1.刀具长度补偿不补偿正补偿负补偿 项目一 数控系统概述 2.刀具半径补偿 刀具半径补偿的执行过程分为：刀补建立（2）、刀补进行（3）、刀补撤销（5）三个步骤，刀补仅在二维坐标内进行。项目一 数控系统概述三、进给速度处理三、进给速度处理 脉冲增量插补方式速度处理 因为：F=60f 所以：f=F/（60）Hz F：编程时的进给速度 mm/min；：脉冲当量 mm；f：脉冲源的频率 Hz。数据采样插补方式速度处理 L=KFTs/（601000）mm L：一个插补周期对应的进给位移 mm；K：速度倍率；F：编程时对应的进给速度 mm/min；Ts：插补周期 ms。1.进给速度计算 项目一 数控系统概述2.加/减速控制 前加减速和后加减速 加减速特性曲线 线性加/减速 指数加/减速 S曲线加/减速 项目一 数控系统概述单元四 轮廓插补原理一、插补技术一、插补技术 机床数控系统的核心技术之一是插补技术，在已知运动轨迹的起点与终点坐标、轨迹的曲线方程，由数控系统实时地计算出各个中间点坐标的过程，称为插补。项目一 数控系统概述二、插补方法分类二、插补方法分类 1.脉冲增量插补法 在计算过程中不断向各个坐标轴发出相互协调的进给脉冲，驱动坐标轴电机运动。常用的有：逐点比较法与数字积分法，用于以步进电动机为驱动装置的开环数控系统。项目一 数控系统概述 2.数据采样插补法 采用小段直线逼近给定轨迹，插补输出的是下一个插补周期内各轴要运动的距离，故可达到很高的速度，其中计算机通常包含在伺服控制环内。项目一 数控系统概述三、逐点比较插补法三、逐点比较插补法(动画动画)1.插补计算步骤第一拍：偏差判别第二拍：坐标进给第三拍：偏差计算第四拍：终点判别 开始偏差判别坐标进给偏差计算到终点？结束YN 项目一 数控系统概述2.插补计算实例（逐点比较法）A(6,4)YX第一象限直线插补轨迹工 作 节 拍序号偏差判别 坐标进给 偏差计算终点判别1 F0=0 +X F1=F0Ye=-4 10-1=9 2 F1=-4 +Y F2=F1+Xe=2 9-1=8 3 F2=2 +X F3=F2Ye=-2 8-1=7 4 F3=-2 +Y F4=F3+Xe=4 7-1=6 5 F4=4 +X F5=F4Ye=0 6-1=5 6 F5=0 +X F6=F5Ye=-4 5-1=4 7 F6=-4 +Y F7=F6+Xe=2 4-1=3 8 F7=2 +X F8=F7Ye=-2 3-1=2 9 F8=-2 +Y F9=F8+Xe=4 2-1=1 10 F9=4 +X F10=F9Ye=0 1-1=0 项目一 数控系统概述单元五 刀补与插补原理演示(软件 录像)一、刀补演示一、刀补演示 1.车刀长度补偿 项目一 数控系统概述2.铣刀半径补偿 项目一 数控系统概述二、插补演示二、插补演示 1.直线逐点比较插补法 项目一 数控系统概述 2.圆弧逐点比较插补法 主编：撰稿教师：（以姓氏为序）制作：责任编辑：电子编辑：