数控车床基础知识(培训用.ppt

数控车床基础知识（4学时）
——工艺员培训用
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基本概念及发展
数控车床的基本构成
数控车床的分类
数控车床加工特点
数控系统
第一章 数控车床基础知识
程序
输入输出装置
CNC装置
PLC装置
伺服系统
位置检测系统
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一、基本概念
数字控制　是一种借助数字、字符或其他符号对某一工作过程（如加工，测量，装配等）进行可编程控制的自动化方法。
数控技术　指用数字量及字符发出指令并实现自动控制的技术
数控系统　指采用数字控制技术的控制系统
计算机数控系统　以计算机为核心的数控系统
数控机床　指采用数字控制技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床。
数控加工　泛指在数控机床上进行零件加工的工艺过程；
脉冲当量　单位脉冲作用下进给轴移动的距离．决定数控系统的精度．可由运动控制指令（自动）、按键触发或手摇脉冲发生器（手动操作）
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主轴转速　切削时主轴转动的角速度;
进给速度　正常切削时***行进的线速度;
接近速度　从安全高度切入工件前的***行进的线速度,又称进刀速度;
退刀速度　***离开工件回到安全高度时***行进的线速度;在安全高度以上***行进的线速度为机床的G00.
安全高度　保证在此高度上可以快速走刀不发生干涉的高度,应高于零件的最大高度.
起止高度　***退刀时***的初始高度,其大于安全高度
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数控技术的产生与发展
*1952年，第一台数控机床在MIT问世，成为世界***史上一件划时代的事件，推动了自动化的发展。当时控制程序是记录在纸带上的字符和数字，故称数字控制机床。
*1955年，第一台商业数控机床在美国全国机床展览会上展出。
“六代”
1 电子管，1952，Parsons Corp.,MIT,美空军后勤司令部合作，第一台立式铣； 2 晶体管、印刷电路，1959，晶体管元件的出现使电子设备的体积大大减小，数控系统中广泛采用晶体管和印刷电路板，K&T开发第一台加工中心MILWAUKEE-MATIC。
3 小规模集成电路,1965,由于它体积小、功耗低，，使数控系统的可靠性得以进一步提高。1967英国最初的FMS.
4 通用小型计算机,1970，在美国芝加哥国际机床展览会上，首次展出了一台以通用小型计算机作为数控装置的数控系统，特征为许多数控功能由软件完成。
5 微处理器，1974，开始出现的以微处理器为核心的数控系统被人们誉为第五代数控系统，近30年来，装备微处理机数控系统的数控机床得到飞速发展和广泛应用。
6 基于PC（PC-BASED）的数控,20世纪80年代，基于PC开发式数控系统
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数控机床的组成与结构
输
入
装
置
输
出
装
置
计
算
机
数
控
装
置
PLC
主轴控制单元
主轴
机床
伺服电机
速度控制单元
工
作
台
位置检测反馈装置
第一章 数控车床基础知识
二、数控车床的基本构成
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数控车床由五部分组成：主机、数控系统、驱动系统、辅助装置、机外编程器等。　车床主机是指其机械部件，主要包括床身、主轴箱、刀架、尾座、进给传动机构等。　　数控系统是数控车床的控制核心。　驱动系统是数控车床的动力部分，主要实现主运动和进给运动。在数控车床中，驱动系统称为伺服系统，由伺服驱动电路和驱动装置两大部分组成。伺服驱动电路接收指令，经过数控系统处理，推动驱动装置运动。驱动装置主要由主轴电机、进给系统的步进电机或交、直流伺服电机等组成。
数控车床工作原理
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插补运算
在组成轨迹的直线段或曲线段的起点和终点之间，按一定的算法进行数据点的密化工作，以确定一些中间点的方法称为“插补”。计算插补点的运算称为插补运算。
　　插补运算的任务就是把这种实时计算出的各个轴的位移指令输入伺服系统，实现成形运动。
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。
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。
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逐点比较法
逐点比较法插补运算是以区域判别为特征，每走一步都要将加工点的瞬时坐标与相应给定的图形上的点相比较，判别一下偏差，然后决定下一步的走向。这样就能得到一个接近给定图形的轨迹，其最大偏差不超过一个脉冲当量
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逐点比较法图示
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