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1、,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 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,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
2、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 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
3、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 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 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
4、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,A,C,工作台,项目一 数控系统概述,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、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 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，
5、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,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 机床数控系
6、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,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(动画),1.插补计算步骤第一拍：偏差判别第二拍
7、：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,Y,N,项目一 数控系统概述,2.插补计算实例（逐点比较法）,A(6,4),Y,X,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 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 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,
