数控原理与系统A课件(56课时)(ch1)(1).ppt
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数控原理与系统数控原理与系统工工业中心中心贾茜贾茜2013.2.2第第11次授课:
次授课:
讲授内容讲授内容补充内容:
课程性质、目的与要求补充内容:
课程性质、目的与要求第一章第一章数控系统概述数控系统概述第一节第一节基本概念基本概念第第11次授课:
次授课:
课程性质、目的与要求课程性质、目的与要求课程性质:
课程性质:
专业课程、专业课程、5656学时、学时、3.53.5学分学分数控原理与系统数控原理与系统AA是机械设计制造及其自动化专是机械设计制造及其自动化专业(数控加工与维修方向)的一门专业限选课。
该课程的业(数控加工与维修方向)的一门专业限选课。
该课程的教学目的在于使学生掌握机床数控系统的工作过程、刀具教学目的在于使学生掌握机床数控系统的工作过程、刀具补偿计算、轮廓轨迹插补原理、进给轴和主轴控制方案的补偿计算、轮廓轨迹插补原理、进给轴和主轴控制方案的制定和实现方法,了解数控系统的硬、软件结构以及各组制定和实现方法,了解数控系统的硬、软件结构以及各组成部分现实的功能。
成部分现实的功能。
第第11次授课:
次授课:
课程性质、目的与要求课程性质、目的与要求课时安排:
总共课时安排:
总共5656学时学时=理论理论4848学时学时+实验实验88学时学时第一章第一章理论理论66学时学时第二章第二章理论理论88学时学时+实验实验22学时学时第三章第三章理论理论1212学时学时+实验实验22学时学时第四章第四章理论理论88学时学时+实验实验44学时学时第五章第五章理论理论44学时学时第六章第六章理论理论66学时学时第七章第七章理论理论44学时学时第第11次授课:
次授课:
课程性质、目的与要求课程性质、目的与要求课程目的与要求:
课程目的与要求:
11掌握计算机数控机床的基本工作原理;掌握计算机数控机床的基本工作原理;22掌握计算机数控系统内部数据预处理过程及刀补算法;掌握计算机数控系统内部数据预处理过程及刀补算法;33掌握计算机数控系统中几种典型的插补算法;掌握计算机数控系统中几种典型的插补算法;44熟悉数控系统进给运动控制及参数设置;熟悉数控系统进给运动控制及参数设置;55熟悉数控系统主轴运动控制方法;熟悉数控系统主轴运动控制方法;66熟悉计算机数控系统内部开关量处理过程及熟悉计算机数控系统内部开关量处理过程及PLCPLC的应用;的应用;77熟悉计算机数控系统的软、硬件结构类型及其特点;熟悉计算机数控系统的软、硬件结构类型及其特点;第第11次授课:
次授课:
课程性质、目的与要求课程性质、目的与要求课程学习方法:
课程学习方法:
专业课程计算少、综合强、实践性要求高;专业课程计算少、综合强、实践性要求高;先粗后细,先定性后定量,先理论后实践;先粗后细,先定性后定量,先理论后实践;不必死记硬背,要求理解后用自己的话表达出来;不必死记硬背,要求理解后用自己的话表达出来;上课认真听讲,有事必须事先请假;上课认真听讲,有事必须事先请假;作业独立完成,不允许互相抄袭或抄书;作业独立完成,不允许互相抄袭或抄书;实验要预习,并且完成后要求写出规范的实验报告;实验要预习,并且完成后要求写出规范的实验报告;课程结业采用笔试方式,按学校规定综合评定总成绩;课程结业采用笔试方式,按学校规定综合评定总成绩;授课过程中随时欢迎同学们提出合理化建议。
授课过程中随时欢迎同学们提出合理化建议。
第第11次授课:
次授课:
第一章内容提要第一章内容提要数控系统是现代机械制造系统的重要基础之一,而数数控系统是现代机械制造系统的重要基础之一,而数控机床是数控系统应用最为广泛和最为典型的一类控制系控机床是数控系统应用最为广泛和最为典型的一类控制系统。
统。
本章首先对数控机床的基本概念、结构组成、分类方本章首先对数控机床的基本概念、结构组成、分类方法、显著特点以及发展过程进行了介绍,然后着重介绍了法、显著特点以及发展过程进行了介绍,然后着重介绍了计算机数控系统的基本工作原理、内部信息流的处理过程计算机数控系统的基本工作原理、内部信息流的处理过程及其各种功能,最后还简单介绍了数控机床与现代机械制及其各种功能,最后还简单介绍了数控机床与现代机械制造系统之间的关系。
造系统之间的关系。
第第11次授课:
次授课:
第一节第一节基本概念基本概念一、计算机数控系统一、计算机数控系统数控是数控是数字控制数字控制(NumericalControl(NumericalControl,NC)NC)的简称。
的简称。
从从广义广义上讲是指利用数字化信息实行控制,也就是利用上讲是指利用数字化信息实行控制,也就是利用数字控制技术实现的自动控制系统,其被控数字控制技术实现的自动控制系统,其被控对象对象可以是各种可以是各种生产过程。
生产过程。
本课程主要从本课程主要从狭义狭义上理解,也就是利用数字化信息对机上理解,也就是利用数字化信息对机床轨迹和状态实行控制,例如:
数控车床、数控铣床、数控床轨迹和状态实行控制,例如:
数控车床、数控铣床、数控线切割机床、数控加工中心等。
线切割机床、数控加工中心等。
因此,因此,主要以机床作为被控对象主要以机床作为被控对象,讨论数控系统的工作,讨论数控系统的工作原理。
原理。
第第11次授课:
次授课:
第一节第一节基本概念基本概念一、计算机数控系统一、计算机数控系统数控系统与被控机床本体的结合体称为数控机床数控系统与被控机床本体的结合体称为数控机床。
它。
它是具有高附加值的技术密集型产品,实现了高度的是具有高附加值的技术密集型产品,实现了高度的机、电、机、电、液、光、气液、光、气一体化。
它集机械制造、计算机、微电子、现一体化。
它集机械制造、计算机、微电子、现代控制及精密测量等多种技术为一体,使传统的机械加工代控制及精密测量等多种技术为一体,使传统的机械加工工艺发生了质的变化。
这个变化的本质就在于用工艺发生了质的变化。
这个变化的本质就在于用数控系统数控系统实现了加工过程的自动化操作实现了加工过程的自动化操作。
第第11次授课:
次授课:
第一节第一节基本概念基本概念二、数控系统的组成二、数控系统的组成输入输入输出输出装置装置数控装置数控装置伺服装置伺服装置机床电器控制装置机床电器控制装置机机床床本本体体第第11次授课:
次授课:
第一节第一节基本概念基本概念二、数控系统的组成二、数控系统的组成输入装置输入装置将数控加工程序等各种信息输入数控装置,输入的将数控加工程序等各种信息输入数控装置,输入的内容及数控系统的工作状态可以通过内容及数控系统的工作状态可以通过输出装置输出装置观察。
观察。
常见的输入常见的输入/输出装置有:
键盘、软盘、输出装置有:
键盘、软盘、RS232RS232接口、接口、USBUSB接口、显示器、指示接口、显示器、指示灯等。
灯等。
数控装置数控装置是数控系统的核心,其主要是数控系统的核心,其主要功能功能是:
正确识别和解是:
正确识别和解释数控加工程序,对解释结果进行各种数据计算和逻辑判断处理,释数控加工程序,对解释结果进行各种数据计算和逻辑判断处理,完成各种输入、输出任务,其完成各种输入、输出任务,其形式形式可以是:
硬件数控装置(硬件可以是:
硬件数控装置(硬件逻辑电路实现)和计算机数控装置(逻辑电路实现)和计算机数控装置(CNCCNC),其),其输出输出为:
连续控制为:
连续控制量和离散开关量。
量和离散开关量。
第第11次授课:
次授课:
第一节第一节基本概念基本概念二、数控系统的组成二、数控系统的组成伺服系统伺服系统(驱动控制装置驱动控制装置)位于数控装置和机床本体之间,包位于数控装置和机床本体之间,包括进给轴伺服驱动装置和主轴伺服驱动装置。
括进给轴伺服驱动装置和主轴伺服驱动装置。
进给轴伺服驱动装进给轴伺服驱动装置包括:
位置控制单元、速度控制单元、电动机和测量反馈单元。
置包括:
位置控制单元、速度控制单元、电动机和测量反馈单元。
主轴驱动装置主要由速度控制单元组成。
主轴驱动装置主要由速度控制单元组成。
机床电器控制装置机床电器控制装置也位于数控装置和机床之间,接受数控装也位于数控装置和机床之间,接受数控装置发出的开关命令,主要完成机床主轴选速、起停和方向控制功置发出的开关命令,主要完成机床主轴选速、起停和方向控制功能,换刀等能,换刀等功能功能。
其。
其形式形式可以是可以是继电器控制线路继电器控制线路或或可编程逻辑控可编程逻辑控制器制器(PLC)(PLC)。
第第11次授课:
次授课:
第一节第一节基本概念基本概念二、数控系统的组成二、数控系统的组成数控系统采用计算机数控装置(数控系统采用计算机数控装置(CNCCNC装置)时,该控制系统称装置)时,该控制系统称为计算机数控系统。
为计算机数控系统。
计算机数控系统具有数控系统一般组成形式的各个部分。
此计算机数控系统具有数控系统一般组成形式的各个部分。
此外,还可以通过其他方式获得数控加工程序。
外,还可以通过其他方式获得数控加工程序。
第第11次授课:
次授课:
第一节第一节基本概念基本概念二、数控系统的组成二、数控系统的组成计算机数控系统的组成计算机数控系统的组成第第11次授课:
次授课:
第一节第一节基本概念基本概念三、数控系统中的有关约定三、数控系统中的有关约定数控加工程序的格式数控加工程序的格式数控加工程序是用以描述机床加工过程的程序数控加工程序是用以描述机床加工过程的程序例如:
例如:
N010G01X60Y40F60S800T01M03LFN010G01X60Y40F60S800T01M03LF第第11次授课:
次授课:
第一节第一节基本概念基本概念三、数控系统中的有关约定三、数控系统中的有关约定数控加工程序采用的编码数控加工程序采用的编码常用编码形式:
常用编码形式:
ISOISO代码和代码和EIAEIA代码代码具体代码内容参见附录具体代码内容参见附录AAISOISO:
国际标准化组织:
国际标准化组织InternationalStandardOrganizationInternationalStandardOrganizationEIAEIA:
美国电子工业协会:
美国电子工业协会ElectronicIndustryAssociationElectronicIndustryAssociation第第11次授课:
次授课:
第一节第一节基本概念基本概念三、数控系统中的有关约定三、数控系统中的有关约定数控机床坐标系数控机床坐标系机床坐标系是机床上固有的坐标系,它是制造、调整机床机床坐标系是机床上固有的坐标系,它是制造、调整机床的基础,也是建立工件坐标系的基础。
机床坐标系在出厂前已的基础,也是建立工件坐标系的基础。
机床坐标系在出厂前已经调整好,一般情况下,不允许用户进行变动。
经调整好,一般情况下,不允许用户进行变动。
标准的数控机床坐标系统采用标准的数控机床坐标系统采用右手直角笛卡儿坐标系右手直角笛卡儿坐标系基本坐标轴为基本坐标轴为XX、YY、ZZ直角坐标,旋转轴为直角坐标,旋转轴为AA、BB、CC第第11次授课:
次授课:
第一节第一节基本概念基本概念三、数控系统中的有关约定三、数控系统中的有关约定第第11次授课:
次授课:
第一节第一节基本概念基本概念三、数控系统中的有关约定三、数控系统中的有关约定规定在确定坐标系时规定在确定坐标系时一律看作工件相对静止而刀具产生运动一律看作工件相对静止而刀具产生运动,并且规定并且规定增大刀具与工件之间距离的方向为正方向增大刀具与工件之间距离的方向为正方向。
ZZ轴轴平行于机床主轴,正方向为刀具远离工件的方向。
平行于机床主轴,正方向为刀具远离工件的方向。
第第11次授课:
次授课:
第一节第一节基本概念基本概念+Z+Z立式数控铣床立式数控铣床+Z+Z卧式数控车床卧式数控车床第第11次授课:
次授课:
第一节第一节基本概念基本概念三、数控系统中的有关约定三、数控系统中的有关约定XX轴轴为水平的、平行于工为水平的、平行于工件装夹平面的轴。
件装夹
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