《數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》課件

數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)及刀夾具簡介數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)及刀夾具簡介沙市大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院1精選ppt數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)及刀夾具簡介數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)及刀夾具簡介沙市大學(xué)本章提要：

本章主要介紹數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)硬、軟件組成、工作過程、分類及功能；介紹數(shù)控機(jī)床的機(jī)械構(gòu)造，主傳動系統(tǒng)、進(jìn)給傳動系統(tǒng)，介紹開、閉環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)、步進(jìn)電機(jī)、交、直流伺服電機(jī)，常見的自動換刀裝置和其它輔助裝置；簡單介紹數(shù)控車床、銑床常見的刀具和典型的工件夾具。2精選ppt本章提要：本章主要介紹數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)硬、軟件組成、工作2.1數(shù)控系統(tǒng)的組成及工作過程2.1.1數(shù)控系統(tǒng)的組成數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的核心部分，是整個數(shù)控機(jī)床的運算中心和控制中心，其性能的好壞直接決定了數(shù)控機(jī)床的整體性能,數(shù)控系統(tǒng)由硬件部分和軟件部分組成:

3精選ppt2.1數(shù)控系統(tǒng)的組成及工作過程2.1.1數(shù)控系統(tǒng)的組成31.數(shù)控系統(tǒng)的硬件組成：

數(shù)控系統(tǒng)的硬件包括微機(jī)基本系統(tǒng)、人機(jī)對話界面接口、通信接口、進(jìn)給軸控制接口、主軸控制接口以及輔助控制接口等。4精選ppt1.數(shù)控系統(tǒng)的硬件組成：數(shù)控系統(tǒng)的硬件包括微5精選ppt5精選ppt⑴微機(jī)基本系統(tǒng)通常微機(jī)基本系統(tǒng)是由CPU、存儲器、I/O接口、定時器、中斷控制器等幾個主要部分組成。6精選ppt⑴微機(jī)基本系統(tǒng)通常微機(jī)基本系統(tǒng)是由CPU、存儲器、⑵人機(jī)界面接口

數(shù)控系統(tǒng)的人機(jī)界面包括以下四部分：①鍵盤(MDl)：用于加工程序的編制以及參數(shù)的輸入等。②顯示器(CRT)：用于顯示程序、數(shù)據(jù)以及加工信息等。③操作面板：用于對機(jī)床進(jìn)行操作。④手搖脈沖發(fā)生器(MPG)：通過手搖控制機(jī)床運動。

7精選ppt⑵人機(jī)界面接口數(shù)控系統(tǒng)的人機(jī)界面包括以下四部分：7精選pp華中數(shù)控系統(tǒng)操作面板8精選ppt華中數(shù)控系統(tǒng)操作面板8精選ppt廣州數(shù)控系統(tǒng)操作面板9精選ppt廣州數(shù)控系統(tǒng)操作面板9精選ppt10精選ppt10精選ppt11精選ppt11精選ppt手搖脈沖發(fā)生器12精選ppt手搖脈沖發(fā)生器12精選ppt⑶通信接口

通常數(shù)控系統(tǒng)均具有標(biāo)準(zhǔn)的RS232C串行通信接口，因此與外設(shè)以及上級計算機(jī)連接很方便。13精選ppt⑶通信接口通常數(shù)控系統(tǒng)均具有標(biāo)準(zhǔn)的RS232C串行⑷進(jìn)給軸控制接口

實現(xiàn)進(jìn)給軸的位置控制包括三方面的內(nèi)容：進(jìn)給速度控制、插補(bǔ)運算和位置閉環(huán)控制。插補(bǔ)方法分為基準(zhǔn)脈沖法與數(shù)據(jù)采樣法。基準(zhǔn)脈沖法就是數(shù)控系統(tǒng)系統(tǒng)每次插補(bǔ)的結(jié)果以脈沖的形式提供給位置控制單元，這種插補(bǔ)方法進(jìn)給速度與控制精度較低，主要應(yīng)用于開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。14精選ppt⑷進(jìn)給軸控制接口實現(xiàn)進(jìn)給軸的位置控制包括三方⑸主軸控制接口

主軸S功能可分為無級變速、有級變速和分段無級變速三大類。當(dāng)數(shù)控機(jī)床配有主軸驅(qū)動裝置時，可利用系統(tǒng)的主軸控制接口輸出模擬量進(jìn)行無級變速，否則需用MST接口實現(xiàn)有級變速。為提高低速輸出轉(zhuǎn)矩，現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床多采用分段無級變速。主軸的位置反饋主要用于螺紋切削功能、主軸準(zhǔn)停功能以及主軸轉(zhuǎn)速監(jiān)控等。

15精選ppt⑸主軸控制接口主軸S功能可分為無級變速、有級⑹MST控制接口數(shù)控系統(tǒng)的MST功能是通過開關(guān)量輸入／輸出接口完成(除S模擬量輸出外)。數(shù)控系統(tǒng)所要執(zhí)行的MST功能，通過開關(guān)量輸出接口送至強(qiáng)電箱，而機(jī)床與強(qiáng)電側(cè)的信號則通過開關(guān)量輸入接口送至數(shù)控系統(tǒng)。因為MST功能的開關(guān)量控制邏輯關(guān)系復(fù)雜，在數(shù)控機(jī)床中大量采用PLC可編程控制器來實現(xiàn)MST功能。

16精選ppt⑹MST控制接口數(shù)控系統(tǒng)的MST功能是通過開關(guān)2.數(shù)控系統(tǒng)的軟件組成

數(shù)控系統(tǒng)系統(tǒng)軟件是為實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)系統(tǒng)各項功能所編制的專用軟件，也叫控制軟件。

一般由輸入數(shù)據(jù)處理程序、插補(bǔ)運算程序、速度控制程序、管理程序和診斷程序等組成。17精選ppt2.數(shù)控系統(tǒng)的軟件組成數(shù)控系統(tǒng)系統(tǒng)軟件是為⑴輸入數(shù)據(jù)處理程序

它接收輸入的零件加工程序，將標(biāo)準(zhǔn)代碼表示的加工指令和數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼、數(shù)據(jù)處理，并按規(guī)定的格式存放。

18精選ppt⑴輸入數(shù)據(jù)處理程序它接收輸入的零件加工程序⑵插補(bǔ)計算程序

數(shù)控系統(tǒng)系統(tǒng)根據(jù)工件加工程序中提供的數(shù)據(jù)，如曲線的種類、起點、終點等進(jìn)行運算。根據(jù)運算結(jié)果，分別向各坐標(biāo)軸發(fā)出進(jìn)給脈沖，這個過程稱為插補(bǔ)運算。進(jìn)給脈沖通過伺服系統(tǒng)驅(qū)動工作臺或刀具作相應(yīng)的運動，完成程序規(guī)定的加工任務(wù)。

19精選ppt⑵插補(bǔ)計算程序數(shù)控系統(tǒng)系統(tǒng)根據(jù)工件加工程序⑶速度控制程序

速度控制程序根據(jù)給定的速度值控制插補(bǔ)運算的頻率，以保預(yù)定的進(jìn)給速度。在速度變化較大時，需要進(jìn)行自動加減速控制，以避免因速度突變而造成驅(qū)動系統(tǒng)失步。20精選ppt⑶速度控制程序速度控制程序根據(jù)給定的速度值⑷管理程序

管理程序負(fù)責(zé)對數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)處理、插補(bǔ)運算等為加工過程服務(wù)的各種程序進(jìn)行調(diào)度管理。管理程序還要對面板命令、時鐘信號、故障信號等引起的中斷進(jìn)行處理。

21精選ppt⑷管理程序管理程序負(fù)責(zé)對數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)處⑸診斷程序

診斷程序的功能是在程序運行中及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的故障，并指出故障的類型。也可以在運行前或故障發(fā)生后，檢查系統(tǒng)各主要部件（CPU、存儲器、接口、開關(guān)、伺服系統(tǒng)等）的功能是否正常，并指出發(fā)生故障的部位。22精選ppt⑸診斷程序診斷程序的功能是在程序運行中及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)2.1.2數(shù)控系統(tǒng)的工作過程

一個零件程序的執(zhí)行首先要輸入數(shù)控系統(tǒng)中，經(jīng)過譯碼、數(shù)據(jù)處理、插補(bǔ)、位置控制，由伺服系統(tǒng)執(zhí)行數(shù)控系統(tǒng)輸出的指令以驅(qū)動機(jī)床完成加工。

23精選ppt2.1.2數(shù)控系統(tǒng)的工作過程一個零件程24精選ppt24精選ppt1.輸入

零件程序及控制參數(shù)、補(bǔ)償量等數(shù)據(jù)的輸入，可采用光電閱讀機(jī)、鍵盤、磁盤、連接上級計算機(jī)的DNC接口、網(wǎng)絡(luò)等多種形式。

25精選ppt1.輸入零件程序及控制參數(shù)、補(bǔ)償量等數(shù)據(jù)的輸2.譯碼

不論系統(tǒng)工作在MDI方式還是存儲器方式，都是將零件程序以一個程序段為單位進(jìn)行處理，把其中的各種零件輪廓信息(如起點、終點、直線或圓弧等)、加工速度信息(F代碼)和其他輔助信息(M、S、T代碼等)按照一定的語法規(guī)則解釋成計算機(jī)能夠識別的數(shù)據(jù)形式，并以一定的數(shù)據(jù)格式存放在指定的內(nèi)存專用單元。在譯碼過程中，還要完成對程序段的語法檢查，若發(fā)現(xiàn)語法錯誤便立即報警。26精選ppt2.譯碼不論系統(tǒng)工作在MDI方式還是存儲器方式，都3.刀具補(bǔ)償

刀具補(bǔ)償包括刀具長度補(bǔ)償和刀具半徑補(bǔ)償。通常數(shù)控系統(tǒng)裝置的零件程序以零件輪廓軌跡編程，刀具補(bǔ)償作用是把零件輪廓軌跡轉(zhuǎn)換成刀具中心軌跡。目前在比較好的數(shù)控系統(tǒng)裝置中，刀具補(bǔ)償?shù)墓ぜ€包括程序段之間的自動轉(zhuǎn)接和過切削判別，這就是所謂的數(shù)控系統(tǒng)刀具補(bǔ)償。

27精選ppt3.刀具補(bǔ)償?shù)毒哐a(bǔ)償包括刀具長度補(bǔ)償和刀具半4.進(jìn)給速度處理

編程所給的刀具移動速度，是在各坐標(biāo)的合成方向上的速度。速度處理首先要做的工作是根據(jù)合成速度來計算各運動坐標(biāo)的分速度。

28精選ppt4.進(jìn)給速度處理編程所給的刀具移動速度，是在5.插補(bǔ)插補(bǔ)的任務(wù)是在一條給定起點和終點的曲線上進(jìn)行“數(shù)據(jù)點的密化”。插補(bǔ)程序在每個插補(bǔ)周期運行一次，在每個插補(bǔ)周期內(nèi)，根據(jù)指令進(jìn)給速度計算出一個微小的直線數(shù)據(jù)段。通常，經(jīng)過若干次插補(bǔ)周期后，插補(bǔ)加工完一個程序段軌跡，即完成從程序段起點到終點的“數(shù)據(jù)點密化”工作。

29精選ppt5.插補(bǔ)插補(bǔ)的任務(wù)是在一條給定起點和終點的曲線上進(jìn)6.位置控制位置控制處在伺服回路的位置環(huán)上，這部分工作可以由軟件實現(xiàn)，也可以由硬件完成。它的主要任務(wù)是在每個采樣周期內(nèi)，將理論位置與實際反饋位置相比較，用其差值去控制伺服電動機(jī)。在位置控制中通常還要完成位置回路的增益調(diào)整、各坐標(biāo)方向的螺距誤差補(bǔ)償和反向間隙補(bǔ)償，以提高機(jī)床的定位精度。

30精選ppt6.位置控制位置控制處在伺服回路的位置環(huán)上，這部7.I/0處理

I/O處理主要處理數(shù)控系統(tǒng)裝置面板開關(guān)信號，機(jī)床電氣信號的輸入、輸出和控制(如換刀、換擋、冷卻等)。

31精選ppt7.I/0處理I/O處理主要處理數(shù)控系統(tǒng)裝置面8.顯示

數(shù)控系統(tǒng)系統(tǒng)的顯示主要是為操作者提供方便，顯示裝置有CRT顯示器或LCD數(shù)碼顯示器，一般位于機(jī)床的控制面板上。通常有零件程序的顯示、參數(shù)的顯示、刀具位置顯示、機(jī)床狀態(tài)顯示、報警信息顯示等。

32精選ppt8.顯示數(shù)控系統(tǒng)系統(tǒng)的顯示主要是為操作者提供方便9.診斷

對系統(tǒng)中出現(xiàn)的不正常情況進(jìn)行檢查、定位，包括聯(lián)機(jī)診斷和脫機(jī)診斷。

33精選ppt9.診斷對系統(tǒng)中出現(xiàn)的不正常情況進(jìn)行檢查、定2.2數(shù)控系統(tǒng)的分類、性能指標(biāo)及功能2.2.1數(shù)控系統(tǒng)的分類

就系統(tǒng)硬件和軟件組成及其結(jié)構(gòu)形式而言，當(dāng)今世界的各種數(shù)控系統(tǒng)大致可分為以下四種類型:34精選ppt2.2數(shù)控系統(tǒng)的分類、性能指標(biāo)及功能2.2.1數(shù)控系統(tǒng)的1.傳統(tǒng)專用型數(shù)控系統(tǒng)

這類數(shù)控系統(tǒng)的硬件由數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家自行開發(fā)，具有很強(qiáng)的專用性，經(jīng)過了長時間的使用，質(zhì)量和性能穩(wěn)定可靠。但由于其采用一種完全封閉的體系結(jié)構(gòu)，往往存在以下缺點：①用戶的應(yīng)用、維修以及操作人員培訓(xùn)完全依賴于數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家，系統(tǒng)維護(hù)費用較高；②系統(tǒng)功能的擴(kuò)充以及更新完全依賴于公司的技術(shù)水平，周期比較長；③大量市售廉價通用軟硬件在專用數(shù)控系統(tǒng)上無法使用，功能比較單一。35精選ppt1.傳統(tǒng)專用型數(shù)控系統(tǒng)這類數(shù)控系統(tǒng)的硬件2.PC嵌入NC結(jié)構(gòu)的開放式數(shù)控系統(tǒng)

這類數(shù)控系統(tǒng)與傳統(tǒng)專用型數(shù)控系統(tǒng)相比，結(jié)構(gòu)上具備一些開放性，功能十分強(qiáng)大，但系統(tǒng)軟硬件結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，系統(tǒng)價格也十分昂貴，一般的中小型數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)廠家沒有經(jīng)濟(jì)能力去購買。36精選ppt2.PC嵌入NC結(jié)構(gòu)的開放式數(shù)控系統(tǒng)這類3.NC嵌入PC結(jié)構(gòu)的開放式數(shù)控系統(tǒng)

這種數(shù)控系統(tǒng)的硬件部分由開放式體系結(jié)構(gòu)的運動控制卡與PC機(jī)構(gòu)成，具有很強(qiáng)的運動控制和PLC控制能力。開放性能比較好，并且對功能進(jìn)行改進(jìn)也比較方便，系統(tǒng)的控制功能主要由運動控制卡來實現(xiàn)，機(jī)床硬件發(fā)生改變時，只需要修改相應(yīng)部分的控制軟件，并且系統(tǒng)性價比也比較高，能夠滿足大多數(shù)的數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)廠家的需要。

37精選ppt3.NC嵌入PC結(jié)構(gòu)的開放式數(shù)控系統(tǒng)這種數(shù)控系統(tǒng)4.全軟件型的開放式數(shù)控系統(tǒng)

這是一種最新型的開放式體系結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)，所有的數(shù)控功能(包括插補(bǔ)、位置控制等)全部都是由計算機(jī)軟件來實現(xiàn)的。與前幾種數(shù)控系統(tǒng)相比，全軟件型開放式數(shù)控系統(tǒng)具有最高的性價比，因而最有生命力。

38精選ppt4.全軟件型的開放式數(shù)控系統(tǒng)這是一種最新型的開放2.2.2數(shù)控系統(tǒng)的功能1.控制軸數(shù)與聯(lián)動軸數(shù)

數(shù)控系統(tǒng)裝置能控制的軸數(shù)以及能同時控制(即聯(lián)動)的軸數(shù)是其主要性能之一。控制軸數(shù)說明數(shù)控系統(tǒng)最多可以控制多少坐標(biāo)軸，其中包括移動軸和回轉(zhuǎn)軸。

39精選ppt2.2.2數(shù)控系統(tǒng)的功能1.控制軸數(shù)與聯(lián)動軸數(shù)392.準(zhǔn)備功能

準(zhǔn)備功能也稱為G功能，用來指令機(jī)床動作方式，包括基本移動、程序暫停、平面選擇、坐標(biāo)設(shè)定、刀具補(bǔ)償、基準(zhǔn)點返回、固定循環(huán)、公／英制轉(zhuǎn)換等。40精選ppt2.準(zhǔn)備功能準(zhǔn)備功能也稱為G功能，用來指令機(jī)床動3.插補(bǔ)功能

插補(bǔ)功能是指數(shù)控機(jī)床能夠?qū)崿F(xiàn)的線型能力，如直線、圓弧、螺旋線、拋物線、正弦曲線等。機(jī)床插補(bǔ)功能越強(qiáng)，說明能夠加工的輪廓種類越多。41精選ppt3.插補(bǔ)功能插補(bǔ)功能是指數(shù)控機(jī)床能夠?qū)崿F(xiàn)的線4.進(jìn)給功能

進(jìn)給功能包括快速進(jìn)給(空行程)、切削進(jìn)給、手動連續(xù)進(jìn)給、點動進(jìn)給、進(jìn)給率修調(diào)(倍率開關(guān))、自動加減速功能等。42精選ppt4.進(jìn)給功能進(jìn)給功能包括快速進(jìn)給(空行程)、切5.主軸功能

主軸功能可實現(xiàn)恒轉(zhuǎn)速、恒線速、定向停止及轉(zhuǎn)速修調(diào)(倍率開關(guān))。恒線速即主軸自動變速，使刀具對工件切削點的線速度保持不變。主軸定向停止及其周向準(zhǔn)確定位。43精選ppt5.主軸功能主軸功能可實現(xiàn)恒轉(zhuǎn)速、恒線速、定向停6.刀具功能

刀具的自動選擇和自刀具功能是指動換刀。

44精選ppt6.刀具功能刀具的自動選擇和自刀具功能是指動換刀7.刀具補(bǔ)償

刀具補(bǔ)償包括刀具位置補(bǔ)償、半徑補(bǔ)償和長度補(bǔ)償。半徑補(bǔ)償為車刀的刀尖半徑、銑刀半徑的補(bǔ)償；長度補(bǔ)償為銑床、加工中心沿加工深度方向?qū)Φ毒唛L度變化的補(bǔ)償。45精選ppt7.刀具補(bǔ)償?shù)毒哐a(bǔ)償包括刀具位置補(bǔ)償、半徑8.機(jī)械誤差補(bǔ)償

機(jī)械誤差補(bǔ)償是指系統(tǒng)可自動補(bǔ)償機(jī)械傳動部件因間隙產(chǎn)生的誤差。46精選ppt8.機(jī)械誤差補(bǔ)償機(jī)械誤差補(bǔ)償是指系統(tǒng)可自動補(bǔ)償9.操作功能

數(shù)控機(jī)床通常有單程序段的執(zhí)行和跳段執(zhí)行、試運行，圖形模擬、機(jī)械鎖住、暫停和急停等功能，有的還有軟件操作功能。47精選ppt9.操作功能數(shù)控機(jī)床通常有單程序段的執(zhí)行10.程序管理功能

程序管理功能是指對加工程序的檢索、編制、修改、插入、刪除、更名、鎖住、在線編輯即后臺編輯(在執(zhí)行自動加工的同時進(jìn)行編輯)以及程序的存儲通信等。

48精選ppt10.程序管理功能程序管理功能是指對加工程序的11.圖形顯示功能

圖形顯示功能是利用監(jiān)示器(CRT)進(jìn)行二維或三維、單色或彩色、圖形可縮放、坐標(biāo)可旋轉(zhuǎn)的刀具軌跡動態(tài)顯示。

49精選ppt11.圖形顯示功能圖形顯示功能是利用監(jiān)示器(C12.輔助編程功能

如固定循環(huán)、鏡像、圖形縮放、子程序、宏程序＼坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)、極坐標(biāo)等輔助編輯功能，可減少手工編程的工作量和難度，尤其適合三維復(fù)雜和大工作量零件。

50精選ppt12.輔助編程功能如固定循環(huán)、鏡像、圖形13.自診斷報警功能

自診斷報警功能是指數(shù)控系統(tǒng)對其軟、硬件故障的自我診斷能力。該功能用于監(jiān)視整個加工過程是否正常，并及時報警，從而防止故障的發(fā)生或擴(kuò)大。

51精選ppt13.自診斷報警功能自診斷報警功能是指數(shù)控系統(tǒng)14.通信與通信協(xié)議

數(shù)控系統(tǒng)都配有RS232C或DNC接口，為進(jìn)行高速傳輸設(shè)有緩沖區(qū)。根據(jù)使用要求的不同，對性能指標(biāo)和功能的考慮也會多種多樣，因此選擇數(shù)控系統(tǒng)時應(yīng)根據(jù)實際需要決策。52精選ppt14.通信與通信協(xié)議數(shù)控系統(tǒng)都配有RS232課后小結(jié)：53精選ppt課后小結(jié)：53精選ppt課后作業(yè)教材P27、思考與練習(xí)題2-12-254精選ppt課后作業(yè)教材P27、思考與練習(xí)題2-12-254精選謝謝聽講歡迎提出寶貴意見和建議55精選ppt謝謝聽講55精選ppt數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)及刀夾具簡介數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)及刀夾具簡介沙市大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院56精選ppt數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)及刀夾具簡介數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)及刀夾具簡介沙市大學(xué)本章提要：

本章主要介紹數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)硬、軟件組成、工作過程、分類及功能；介紹數(shù)控機(jī)床的機(jī)械構(gòu)造，主傳動系統(tǒng)、進(jìn)給傳動系統(tǒng)，介紹開、閉環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)、步進(jìn)電機(jī)、交、直流伺服電機(jī)，常見的自動換刀裝置和其它輔助裝置；簡單介紹數(shù)控車床、銑床常見的刀具和典型的工件夾具。57精選ppt本章提要：本章主要介紹數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)硬、軟件組成、工作2.1數(shù)控系統(tǒng)的組成及工作過程2.1.1數(shù)控系統(tǒng)的組成數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的核心部分，是整個數(shù)控機(jī)床的運算中心和控制中心，其性能的好壞直接決定了數(shù)控機(jī)床的整體性能,數(shù)控系統(tǒng)由硬件部分和軟件部分組成:

58精選ppt2.1數(shù)控系統(tǒng)的組成及工作過程2.1.1數(shù)控系統(tǒng)的組成31.數(shù)控系統(tǒng)的硬件組成：

數(shù)控系統(tǒng)的硬件包括微機(jī)基本系統(tǒng)、人機(jī)對話界面接口、通信接口、進(jìn)給軸控制接口、主軸控制接口以及輔助控制接口等。59精選ppt1.數(shù)控系統(tǒng)的硬件組成：數(shù)控系統(tǒng)的硬件包括微60精選ppt5精選ppt⑴微機(jī)基本系統(tǒng)通常微機(jī)基本系統(tǒng)是由CPU、存儲器、I/O接口、定時器、中斷控制器等幾個主要部分組成。61精選ppt⑴微機(jī)基本系統(tǒng)通常微機(jī)基本系統(tǒng)是由CPU、存儲器、⑵人機(jī)界面接口

數(shù)控系統(tǒng)的人機(jī)界面包括以下四部分：①鍵盤(MDl)：用于加工程序的編制以及參數(shù)的輸入等。②顯示器(CRT)：用于顯示程序、數(shù)據(jù)以及加工信息等。③操作面板：用于對機(jī)床進(jìn)行操作。④手搖脈沖發(fā)生器(MPG)：通過手搖控制機(jī)床運動。

62精選ppt⑵人機(jī)界面接口數(shù)控系統(tǒng)的人機(jī)界面包括以下四部分：7精選pp華中數(shù)控系統(tǒng)操作面板63精選ppt華中數(shù)控系統(tǒng)操作面板8精選ppt廣州數(shù)控系統(tǒng)操作面板64精選ppt廣州數(shù)控系統(tǒng)操作面板9精選ppt65精選ppt10精選ppt66精選ppt11精選ppt手搖脈沖發(fā)生器67精選ppt手搖脈沖發(fā)生器12精選ppt⑶通信接口

通常數(shù)控系統(tǒng)均具有標(biāo)準(zhǔn)的RS232C串行通信接口，因此與外設(shè)以及上級計算機(jī)連接很方便。68精選ppt⑶通信接口通常數(shù)控系統(tǒng)均具有標(biāo)準(zhǔn)的RS232C串行⑷進(jìn)給軸控制接口

實現(xiàn)進(jìn)給軸的位置控制包括三方面的內(nèi)容：進(jìn)給速度控制、插補(bǔ)運算和位置閉環(huán)控制。插補(bǔ)方法分為基準(zhǔn)脈沖法與數(shù)據(jù)采樣法。基準(zhǔn)脈沖法就是數(shù)控系統(tǒng)系統(tǒng)每次插補(bǔ)的結(jié)果以脈沖的形式提供給位置控制單元，這種插補(bǔ)方法進(jìn)給速度與控制精度較低，主要應(yīng)用于開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。69精選ppt⑷進(jìn)給軸控制接口實現(xiàn)進(jìn)給軸的位置控制包括三方⑸主軸控制接口

主軸S功能可分為無級變速、有級變速和分段無級變速三大類。當(dāng)數(shù)控機(jī)床配有主軸驅(qū)動裝置時，可利用系統(tǒng)的主軸控制接口輸出模擬量進(jìn)行無級變速，否則需用MST接口實現(xiàn)有級變速。為提高低速輸出轉(zhuǎn)矩，現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床多采用分段無級變速。主軸的位置反饋主要用于螺紋切削功能、主軸準(zhǔn)停功能以及主軸轉(zhuǎn)速監(jiān)控等。

70精選ppt⑸主軸控制接口主軸S功能可分為無級變速、有級⑹MST控制接口數(shù)控系統(tǒng)的MST功能是通過開關(guān)量輸入／輸出接口完成(除S模擬量輸出外)。數(shù)控系統(tǒng)所要執(zhí)行的MST功能，通過開關(guān)量輸出接口送至強(qiáng)電箱，而機(jī)床與強(qiáng)電側(cè)的信號則通過開關(guān)量輸入接口送至數(shù)控系統(tǒng)。因為MST功能的開關(guān)量控制邏輯關(guān)系復(fù)雜，在數(shù)控機(jī)床中大量采用PLC可編程控制器來實現(xiàn)MST功能。

71精選ppt⑹MST控制接口數(shù)控系統(tǒng)的MST功能是通過開關(guān)2.數(shù)控系統(tǒng)的軟件組成

數(shù)控系統(tǒng)系統(tǒng)軟件是為實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)系統(tǒng)各項功能所編制的專用軟件，也叫控制軟件。

一般由輸入數(shù)據(jù)處理程序、插補(bǔ)運算程序、速度控制程序、管理程序和診斷程序等組成。72精選ppt2.數(shù)控系統(tǒng)的軟件組成數(shù)控系統(tǒng)系統(tǒng)軟件是為⑴輸入數(shù)據(jù)處理程序

它接收輸入的零件加工程序，將標(biāo)準(zhǔn)代碼表示的加工指令和數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼、數(shù)據(jù)處理，并按規(guī)定的格式存放。

73精選ppt⑴輸入數(shù)據(jù)處理程序它接收輸入的零件加工程序⑵插補(bǔ)計算程序

數(shù)控系統(tǒng)系統(tǒng)根據(jù)工件加工程序中提供的數(shù)據(jù)，如曲線的種類、起點、終點等進(jìn)行運算。根據(jù)運算結(jié)果，分別向各坐標(biāo)軸發(fā)出進(jìn)給脈沖，這個過程稱為插補(bǔ)運算。進(jìn)給脈沖通過伺服系統(tǒng)驅(qū)動工作臺或刀具作相應(yīng)的運動，完成程序規(guī)定的加工任務(wù)。

74精選ppt⑵插補(bǔ)計算程序數(shù)控系統(tǒng)系統(tǒng)根據(jù)工件加工程序⑶速度控制程序

速度控制程序根據(jù)給定的速度值控制插補(bǔ)運算的頻率，以保預(yù)定的進(jìn)給速度。在速度變化較大時，需要進(jìn)行自動加減速控制，以避免因速度突變而造成驅(qū)動系統(tǒng)失步。75精選ppt⑶速度控制程序速度控制程序根據(jù)給定的速度值⑷管理程序

管理程序負(fù)責(zé)對數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)處理、插補(bǔ)運算等為加工過程服務(wù)的各種程序進(jìn)行調(diào)度管理。管理程序還要對面板命令、時鐘信號、故障信號等引起的中斷進(jìn)行處理。

76精選ppt⑷管理程序管理程序負(fù)責(zé)對數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)處⑸診斷程序

診斷程序的功能是在程序運行中及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的故障，并指出故障的類型。也可以在運行前或故障發(fā)生后，檢查系統(tǒng)各主要部件（CPU、存儲器、接口、開關(guān)、伺服系統(tǒng)等）的功能是否正常，并指出發(fā)生故障的部位。77精選ppt⑸診斷程序診斷程序的功能是在程序運行中及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)2.1.2數(shù)控系統(tǒng)的工作過程

一個零件程序的執(zhí)行首先要輸入數(shù)控系統(tǒng)中，經(jīng)過譯碼、數(shù)據(jù)處理、插補(bǔ)、位置控制，由伺服系統(tǒng)執(zhí)行數(shù)控系統(tǒng)輸出的指令以驅(qū)動機(jī)床完成加工。

78精選ppt2.1.2數(shù)控系統(tǒng)的工作過程一個零件程79精選ppt24精選ppt1.輸入

零件程序及控制參數(shù)、補(bǔ)償量等數(shù)據(jù)的輸入，可采用光電閱讀機(jī)、鍵盤、磁盤、連接上級計算機(jī)的DNC接口、網(wǎng)絡(luò)等多種形式。

80精選ppt1.輸入零件程序及控制參數(shù)、補(bǔ)償量等數(shù)據(jù)的輸2.譯碼

不論系統(tǒng)工作在MDI方式還是存儲器方式，都是將零件程序以一個程序段為單位進(jìn)行處理，把其中的各種零件輪廓信息(如起點、終點、直線或圓弧等)、加工速度信息(F代碼)和其他輔助信息(M、S、T代碼等)按照一定的語法規(guī)則解釋成計算機(jī)能夠識別的數(shù)據(jù)形式，并以一定的數(shù)據(jù)格式存放在指定的內(nèi)存專用單元。在譯碼過程中，還要完成對程序段的語法檢查，若發(fā)現(xiàn)語法錯誤便立即報警。81精選ppt2.譯碼不論系統(tǒng)工作在MDI方式還是存儲器方式，都3.刀具補(bǔ)償

刀具補(bǔ)償包括刀具長度補(bǔ)償和刀具半徑補(bǔ)償。通常數(shù)控系統(tǒng)裝置的零件程序以零件輪廓軌跡編程，刀具補(bǔ)償作用是把零件輪廓軌跡轉(zhuǎn)換成刀具中心軌跡。目前在比較好的數(shù)控系統(tǒng)裝置中，刀具補(bǔ)償?shù)墓ぜ€包括程序段之間的自動轉(zhuǎn)接和過切削判別，這就是所謂的數(shù)控系統(tǒng)刀具補(bǔ)償。

82精選ppt3.刀具補(bǔ)償?shù)毒哐a(bǔ)償包括刀具長度補(bǔ)償和刀具半4.進(jìn)給速度處理

編程所給的刀具移動速度，是在各坐標(biāo)的合成方向上的速度。速度處理首先要做的工作是根據(jù)合成速度來計算各運動坐標(biāo)的分速度。

83精選ppt4.進(jìn)給速度處理編程所給的刀具移動速度，是在5.插補(bǔ)插補(bǔ)的任務(wù)是在一條給定起點和終點的曲線上進(jìn)行“數(shù)據(jù)點的密化”。插補(bǔ)程序在每個插補(bǔ)周期運行一次，在每個插補(bǔ)周期內(nèi)，根據(jù)指令進(jìn)給速度計算出一個微小的直線數(shù)據(jù)段。通常，經(jīng)過若干次插補(bǔ)周期后，插補(bǔ)加工完一個程序段軌跡，即完成從程序段起點到終點的“數(shù)據(jù)點密化”工作。

84精選ppt5.插補(bǔ)插補(bǔ)的任務(wù)是在一條給定起點和終點的曲線上進(jìn)6.位置控制位置控制處在伺服回路的位置環(huán)上，這部分工作可以由軟件實現(xiàn)，也可以由硬件完成。它的主要任務(wù)是在每個采樣周期內(nèi)，將理論位置與實際反饋位置相比較，用其差值去控制伺服電動機(jī)。在位置控制中通常還要完成位置回路的增益調(diào)整、各坐標(biāo)方向的螺距誤差補(bǔ)償和反向間隙補(bǔ)償，以提高機(jī)床的定位精度。

85精選ppt6.位置控制位置控制處在伺服回路的位置環(huán)上，這部7.I/0處理

I/O處理主要處理數(shù)控系統(tǒng)裝置面板開關(guān)信號，機(jī)床電氣信號的輸入、輸出和控制(如換刀、換擋、冷卻等)。

86精選ppt7.I/0處理I/O處理主要處理數(shù)控系統(tǒng)裝置面8.顯示

數(shù)控系統(tǒng)系統(tǒng)的顯示主要是為操作者提供方便，顯示裝置有CRT顯示器或LCD數(shù)碼顯示器，一般位于機(jī)床的控制面板上。通常有零件程序的顯示、參數(shù)的顯示、刀具位置顯示、機(jī)床狀態(tài)顯示、報警信息顯示等。

87精選ppt8.顯示數(shù)控系統(tǒng)系統(tǒng)的顯示主要是為操作者提供方便9.診斷

對系統(tǒng)中出現(xiàn)的不正常情況進(jìn)行檢查、定位，包括聯(lián)機(jī)診斷和脫機(jī)診斷。

88精選ppt9.診斷對系統(tǒng)中出現(xiàn)的不正常情況進(jìn)行檢查、定2.2數(shù)控系統(tǒng)的分類、性能指標(biāo)及功能2.2.1數(shù)控系統(tǒng)的分類

就系統(tǒng)硬件和軟件組成及其結(jié)構(gòu)形式而言，當(dāng)今世界的各種數(shù)控系統(tǒng)大致可分為以下四種類型:89精選ppt2.2數(shù)控系統(tǒng)的分類、性能指標(biāo)及功能2.2.1數(shù)控系統(tǒng)的1.傳統(tǒng)專用型數(shù)控系統(tǒng)

這類數(shù)控系統(tǒng)的硬件由數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家自行開發(fā)，具有很強(qiáng)的專用性，經(jīng)過了長時間的使用，質(zhì)量和性能穩(wěn)定可靠。但由于其采用一種完全封閉的體系結(jié)構(gòu)，往往存在以下缺點：①用戶的應(yīng)用、維修以及操作人員培訓(xùn)完全依賴于數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家，系統(tǒng)維護(hù)費用較高；②系統(tǒng)功能的擴(kuò)充以及更新完全依賴于公司的技術(shù)水平，周期比較長；③大量市售廉價通用軟硬件在專用數(shù)控系統(tǒng)上無法使用，功能比較單一。90精選ppt1.傳統(tǒng)專用型數(shù)控系統(tǒng)這類數(shù)控系統(tǒng)的硬件2.PC嵌入NC結(jié)構(gòu)的開放式數(shù)控系統(tǒng)

這類數(shù)控系統(tǒng)與傳統(tǒng)專用型數(shù)控系統(tǒng)相比，結(jié)構(gòu)上具備一些開放性，功能十分強(qiáng)大，但系統(tǒng)軟硬件結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，系統(tǒng)價格也十分昂貴，一般的中小型數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)廠家沒有經(jīng)濟(jì)能力去購買。91精選ppt2.PC嵌入NC結(jié)構(gòu)的開放式數(shù)控系統(tǒng)這類3.NC嵌入PC結(jié)構(gòu)的開放式數(shù)控系統(tǒng)

這種數(shù)控系統(tǒng)的硬件部分由開放式體系結(jié)構(gòu)的運動控制卡與PC機(jī)構(gòu)成，具有很強(qiáng)的運動控制和PLC控制能力。開放性能比較好，并且對功能進(jìn)行改進(jìn)也比較方便，系統(tǒng)的控制功能主要由運動控制卡來實現(xiàn)，機(jī)床硬件發(fā)生改變時，只需要修改相應(yīng)部分的控制軟件，并且系統(tǒng)性價比也比較高，能夠滿足大多數(shù)的數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)廠家的需要。

92精選ppt3.NC嵌入PC結(jié)構(gòu)的開放式數(shù)控系統(tǒng)這種數(shù)控系統(tǒng)4.全軟件型的開放式數(shù)控系統(tǒng)

這是一種最新型的開放式體系結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)，所有的數(shù)控功能(包括插補(bǔ)、位置控制等)全部都是由計算機(jī)軟件來實現(xiàn)的。與前幾種數(shù)控系統(tǒng)相比，全軟件型開放式數(shù)控系統(tǒng)具有最高的性價比，因而最有生命力。

93精選ppt4.全軟件型的開放式數(shù)控系統(tǒng)這是一種最新型的開放2.2.2數(shù)控系統(tǒng)的功能1.控制軸數(shù)與聯(lián)動軸數(shù)

數(shù)控系統(tǒng)裝置能控制的軸數(shù)以及能同時控制(即聯(lián)動)的軸數(shù)是其主要性能之一?？刂戚S數(shù)說明數(shù)控系統(tǒng)最多可以控制多少坐標(biāo)軸，其中包括移動軸和回轉(zhuǎn)軸。

94精選ppt2.2.2數(shù)控系統(tǒng)的功能1.控制軸數(shù)與聯(lián)動軸數(shù)392.準(zhǔn)備功能

準(zhǔn)備功能也稱為G功能，用來指令機(jī)床動作方式，包括基本移動、程序暫停、平面選擇、坐標(biāo)設(shè)定、刀具補(bǔ)償、基準(zhǔn)點返回、固定循環(huán)、公／英制轉(zhuǎn)換等。95精選ppt2.準(zhǔn)備功能準(zhǔn)備功能也稱為G功能，用來指令機(jī)床動3.插補(bǔ)功能

插補(bǔ)功能是指數(shù)控機(jī)床能夠?qū)崿F(xiàn)的線型能力，如直線、圓弧、螺旋線、拋物線、正弦曲線等。機(jī)床插補(bǔ)功能越強(qiáng)，說明能夠加工的輪廓種類越多。96精選ppt3.插補(bǔ)功能插補(bǔ)功能是指數(shù)控機(jī)床能夠?qū)崿F(xiàn)的線4.進(jìn)給功能

進(jìn)給功能包括快速進(jìn)給(空行程)、切削進(jìn)給、手動連續(xù)進(jìn)給、點動進(jìn)給、進(jìn)給率修調(diào)(倍率開關(guān))、自動加減速功能等。97精選ppt4.進(jìn)給功能