唐庆数控机床与编程技术

数控机床与编程技术

2013-7-27

内容

数控机床的组成 数控机床的工作原理 数控机床的机械结构特点 数控编程基础 数控铣床编程 数控加工中心编程 数控机床的操作

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第一部分 数控机床

数控机床的组成及工作原理 数控机床的分类 数控机床加工的特点 数控机床的应用范围

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数控加工是指在数控机床上进行自动加 工零件的一种工艺方法。数控机床加工零件时，将编制好的零件加工程序， 输入到数控装置中，再由数控装置控制机床主运 动的变速、启停、进给运动的方向、速度和位移 大小，以及其他诸如刀具交换、工件加紧松开和 冷却和润滑的启停等动作，使刀具与工件及其他 辅助装置严格地按照数控程序规定的顺序、路程 和参数进行工作。从而加工出形状、尺寸与精度 符合要求的零件。

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数控机床的组成：数控机床由控制介质(信息输入)、数控 装置、伺服系统、检测装置、机床本体、 机电接口等组成。控制介质：磁盘、U盘、光驱等 数控装置：CPU、存储器、总线、相应软件等组成 伺服系统：伺服电机、驱动信号控制转换电路、电 力电子驱动放大模块、电流调节单元、位置调节单 元、相应检测装置等组成。

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第一节 数控机床的组成及工作原理计算机数控系统 机床 I/O 电路和装置 操作面板 键盘 输入输出 设备 机 床

PLC计算机 数 控 装 置

主轴伺服单元

主轴驱动装置

进给伺服单元 测量装置

进给驱动装置

主进辅 运给助 传控 动 动制 机机机 构构构

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第一节

数控机床的组成及工作原理

1、CNC装置(CNC单元)CNC装置是数控机床的核心部件。 组成：计算机系统、位置控制板、PLC接口板，通讯 接口板、特殊功能模块以及相应的控制软件。 作用：根据输入的零件加工程序进行相应的处理(如 运动轨迹处理、机床输入输出处理等),然后输出控制 命令到相应的执行部件(伺服单元、驱动装置和PLC等), 所有这些工作是由CNC装置内硬件和软件协调配合，合 理组织，使整个系统有条不紊地进行工作的。2013-7-27 7

CNC装置

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第一节

数控机床的组成及工作原理

操作面板操作面板的是操作人员与机床数控装置进行信息交流 的工具。 组成：按钮站、状态灯、按键阵列(功能与计算机键 盘一样)和显示器；。 它是数控机床特有的部件。2013-7-27 9

第一节

数控机床的组成及工作原理

通讯现代的数控系统除采用输入输出设备进 行信息交换外，一般都具有用通讯方式进行信 息交换的能力。它们是实现CAD/CAM的集成、 FMS和CIMS的基本技术

。采用的方式有：

串行通讯(RS-232等串口)、 自动控制专用接口和规范(DNC,MAP等) 网络技术(internet,LAN等)。

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第一节 数控机床的组成及工作原理3、伺服单元和驱动装置 主轴伺服驱动装置和主轴电机

进给伺服驱动装置和进给电机4、检测装置 位置和速度测量装置。以实现进给伺服系统的闭环控制。 作用 保证灵敏、准确地跟踪CNC装置指令： 进给运动指令：实现零件加工的成形运动(速度和位置 控制)。 主轴运动指令，实现零件加工的切削运动(速度控制)

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第一节

数控机床的组成及工作原理

5、机电接口PLC:用于控制机床顺序动作，完成与逻辑运算有关的 开关量I/O控制，它由硬件和软件组成； 机床I/O电路和装置：实现开关量I/O控制的执行部件， 即由继电器、电磁阀、行程开关、接触器等电器组成的 逻辑电路；功能： 接受CNC的M、S、T指令，对其进行译码并转换成对应 的控制信号，控制辅助装置完成机床相应开关动作 接受操作面板和机床侧的I/O信号，送给CNC装置，经其 处理后，输出指令控制CNC系统的工作状态和机床的动作。

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第一节 7. 机床

数控机床的组成及工作原理

机床：数控机床的主体，是实现制造加工的执 行部件。 组成：由主运动部件、进给运动部件(工作台、 拖板以及相应的传动机构)、支承件(立柱、床 身等)以及特殊装置(刀具自动交换系统 工件自 动交换系统)和辅助装置(如排屑装置等)。

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第二节 数控机床的分类

按加工工艺分类 按控制系统的功能水平分类 按伺服装置的功能水平分类 按数控机床的档次分类

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第二节 数控机床的分类一.按加工工艺分类

普通数控机床： 如：数控车床、数控铣床、 数控磨床、数控钻床等等 加工中心：带刀库和自动换刀装置 如：车削中心、加工中心 其它：三坐标测量机、机械手(工业机器人)、 自动绘图机等15

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第二节 数控机床的分类二.按控制系统的功能特点分类

点位控制的数控机床 点位-直线控制的数控机床 轮廓控制的数控机床

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第二节 数控机床的分类

二、按控制功能分类1.点位控制数控系统仅能实现刀具相对于工件从一点到另一点的 精确定位运动； 对轨迹不作控制要求； 运动过程中不进行任何加工。 适用范围：数控钻床、数控镗床、数控冲床 和数控测量机。

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第二节 数控机床的分类二、按控制功能分类

2. 轮廓控制数控系统具有控制几个进给轴同时谐调运动(坐标联动),使工件相

对于刀具按程序规定的轨迹和

速度运动，在运动过程中进行连续切削加工的数控系统。 适用范围：数控车床、数控铣床、加工中心等用于加工 曲线和曲面零件的机床。现代的数控机床基本上都是装备 的这种数控系统。2013-7-27 18

第二节 数控机床的分类

三.按伺服系统的特点分类按数控系统的进给伺服子系统有无位置测 量装置可分为开环数控系统和闭环数控系统， 在闭环数控系统中根据位置测量装置安装的位 置又可分为全闭环和半闭环两种。

开环控制的数控机床 半闭环控制的数控机床 闭环控制的数控机床19

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第二节 数控机床的分类开环控制的数控机床机床工作台

指令脉冲

步进电动 机驱动电路 功率步进电动机

特点：结构简单，步进驱动、步进电机，无位置速度反馈

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第二节 数控机床的分类 半闭环控制的数控机床机床工作台

位 移 反 馈

速 度 反 馈

D.C.(A.C.)伺服 装置及电机

位置检测装置

位置检测装置

特点：精度较高，采用交流或直流伺服驱动及伺服电机，有 角位移、角速度检测装置，结构紧凑2013-7-27 21

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