数控原理与数控系统完整版电子教案最全ppt整本书课件全套教学教程最新).ppt

数控原理与数数控原理与数控系统控系统前言前言 为了适应高等职业技术教育发展的需为了适应高等职业技术教育发展的需要而编写的机电一体化、数控技术专业规要而编写的机电一体化、数控技术专业规划教材之一本书主要内容包括：机床数划教材之一本书主要内容包括：机床数控原理与系统的基础知识，数控系统的工控原理与系统的基础知识，数控系统的工作原理，数控系统的插补原理与刀具补偿作原理，数控系统的插补原理与刀具补偿原理，数控系统的硬件和软件，伺服系统原理，数控系统的硬件和软件，伺服系统的检测元件，伺服驱动系统，典型计算机的检测元件，伺服驱动系统，典型计算机数控系统简介等本书采用国家最新标准，数控系统简介等本书采用国家最新标准，突出实践性、实用性和先进性突出实践性、实用性和先进性下一页 返回目录目录第一章第一章 概论第二章名称概论第二章名称第二章第二章 数控加工程序的编制基础及输入数控加工程序的编制基础及输入第三章第三章 数控系统的插补原理与刀具补偿数控系统的插补原理与刀具补偿原理原理 第四章第四章 数控系统的硬件和软件数控系统的硬件和软件第五章第五章 伺服系统的检测元件伺服系统的检测元件第六章第六章 数控机床的伺服驱动系统数控机床的伺服驱动系统 第七章第七章 典型数控系统简介典型数控系统简介 上一页返回数控原理与数数控原理与数控系统控系统前言前言 为了适应高等职业技术教育发展的需为了适应高等职业技术教育发展的需要而编写的机电一体化、数控技术专业规要而编写的机电一体化、数控技术专业规划教材之一。

本书主要内容包括：机床数划教材之一本书主要内容包括：机床数控原理与系统的基础知识，数控系统的工控原理与系统的基础知识，数控系统的工作原理，数控系统的插补原理与刀具补偿作原理，数控系统的插补原理与刀具补偿原理，数控系统的硬件和软件，伺服系统原理，数控系统的硬件和软件，伺服系统的检测元件，伺服驱动系统，典型计算机的检测元件，伺服驱动系统，典型计算机数控系统简介等本书采用国家最新标准，数控系统简介等本书采用国家最新标准，突出实践性、实用性和先进性突出实践性、实用性和先进性下一页 返回目录目录第一章第一章 概论第二章名称概论第二章名称第二章第二章 数控加工程序的编制基础及输入数控加工程序的编制基础及输入第三章第三章 数控系统的插补原理与刀具补偿数控系统的插补原理与刀具补偿原理原理 第四章第四章 数控系统的硬件和软件数控系统的硬件和软件第五章第五章 伺服系统的检测元件伺服系统的检测元件第六章第六章 数控机床的伺服驱动系统数控机床的伺服驱动系统 第七章第七章 典型数控系统简介典型数控系统简介 上一页返回第一章第一章 概述概述1.1 数控系统的基本概念数控系统的基本概念1.2 数控机床的组成与工作原理数控机床的组成与工作原理 1.3 数控机床的特点数控机床的特点 1.4 数控机床的分类数控机床的分类 1.5 数控系统的发展趋势数控系统的发展趋势 1.6 柔性制造技术柔性制造技术 1.1 数控系统的基本概念数控系统的基本概念1.1.1 数控系统的概念数控系统的概念 数字控制数字控制(Numerical Control)技术，简称为数控技术，简称为数控(NC)技术，是一种自动控制技术，它用数字指令来控制机床技术，是一种自动控制技术，它用数字指令来控制机床的运动。

的运动采用数控技术的自动控制系统称为数控系统装备了数采用数控技术的自动控制系统称为数控系统装备了数控系统的机床称为数控机床随着生产的发展，数控技术已控系统的机床称为数控机床随着生产的发展，数控技术已不仅用于金属切削机床，同时还用于其它的机械设备，如三不仅用于金属切削机床，同时还用于其它的机械设备，如三坐标测量机、工业机器人、激光切割机、数控雕刻机、电火坐标测量机、工业机器人、激光切割机、数控雕刻机、电火花切割机等机器上花切割机等机器上下一页 返回1.1 数控系统的基本概念数控系统的基本概念 数数控控技技术术无无论论在在硬硬件件或或软软件件方方面面，进进展展速速度度都都很很快快目目前前，市市场场上上已已见见不不到到普普通通的的数数控控(NC)机机床床，取取而而代代之之的的是是计计算算机机数数控控机机床床计计算算机机数数控控(Computer Numerical Control，简简写写为为CNC)系系统统是是采采用用存存贮贮程程序序的的专专用用计计算算机机来来实实现现部部分分或或全全部部基基本本数数控控功功能能的的数数控控系系统统目目前前所所说说的的数数控控，一一般般是是指计算机数控指计算机数控(CNC)。

下一页上一页返回1.1 数控系统的基本概念数控系统的基本概念1.1.2 数控机床的发展简史数控机床的发展简史 20世纪世纪40年代，飞机和导弹制造业发展迅速，原来的年代，飞机和导弹制造业发展迅速，原来的加工设备已无法承担加工航空工业需要的高精度的复杂型面加工设备已无法承担加工航空工业需要的高精度的复杂型面零件数控技术是为了解决复杂型面零件加工的自动化而产零件数控技术是为了解决复杂型面零件加工的自动化而产生的1948 年，美国年，美国 PARSONS 公司在研制加工直升飞公司在研制加工直升飞机叶片轮廓检验样板的机床时，首先提出了数控机床的设想，机叶片轮廓检验样板的机床时，首先提出了数控机床的设想，在麻省理工学院在麻省理工学院(MIT)伺服机构研究所的协助下，于伺服机构研究所的协助下，于 1952 年成功研制了世界上第一台三坐标数控铣床样机后又经过年成功研制了世界上第一台三坐标数控铣床样机后又经过三年时间的改进和自动程序编制的研究，数控机床进入了实三年时间的改进和自动程序编制的研究，数控机床进入了实用阶段，市场上出现了商品化数控机床，在复杂曲面的加工用阶段，市场上出现了商品化数控机床，在复杂曲面的加工中发挥了重要的作用。

中发挥了重要的作用1958 年，美国年，美国 KEANEY TRECKER 公司在世界上首先研制成功了带有自动换刀装置公司在世界上首先研制成功了带有自动换刀装置的加工中心机床的加工中心机床下一页上一页返回1.1 数控系统的基本概念数控系统的基本概念 由于微电子和计算机技术的不断发展，数控系统也随着由于微电子和计算机技术的不断发展，数控系统也随着不断更新，发展异常迅速，几乎五年左右时间就更新换代一不断更新，发展异常迅速，几乎五年左右时间就更新换代一次从第一台数控机床诞生起，已经历以下几代变化从第一台数控机床诞生起，已经历以下几代变化下一页上一页返回1.1 数控系统的基本概念数控系统的基本概念第一代数控：第一代数控：19521959年采用电子管构成的专用数控系统年采用电子管构成的专用数控系统（NC）第二代数控：从第二代数控：从1959年开始采用晶体管电路的年开始采用晶体管电路的NC系统第三代数控：从第三代数控：从1965年开始采用小、中规模集成电路的年开始采用小、中规模集成电路的NC系系统第四代数控：从第四代数控：从1970年开始采用大规模集成电路的小型通用电年开始采用大规模集成电路的小型通用电子计算机控制的系统（子计算机控制的系统（CNC）。

第五代数控：从第五代数控：从1974年开始采用微型电子计算机控制的系统年开始采用微型电子计算机控制的系统（Microcomputer Numerical Control，简称为，简称为MNC）下一页上一页返回1.1 数控系统的基本概念数控系统的基本概念 由于数控机床的优越性，在国际竞争日益剧烈、产品品由于数控机床的优越性，在国际竞争日益剧烈、产品品种变化频繁的形势下，各国都致力于开发各种数控机床，机种变化频繁的形势下，各国都致力于开发各种数控机床，机床的数控化率不断提高床的数控化率不断提高我国从我国从 1958 年开始研制数控机床，到年开始研制数控机床，到 60 年代末和年代末和70年代初，简易的数控线切割机床已在生产中广泛使用年代初，简易的数控线切割机床已在生产中广泛使用80 年代初，我国引进了德国、日本和美国等发达国家先进年代初，我国引进了德国、日本和美国等发达国家先进的数控技术，开始批量生产数控系统，使我国的数控机床在的数控技术，开始批量生产数控系统，使我国的数控机床在质量和性能上都有了很大的提高我国开发并生产了数控车质量和性能上都有了很大的提高我国开发并生产了数控车床、数控铣床、数控磨床和加工中心等床、数控铣床、数控磨床和加工中心等 40 多种新品种。

从多种新品种从 90 年代起，一些较高档次的五轴联动数控机床也已开发出年代起，一些较高档次的五轴联动数控机床也已开发出来，我国已向高档数控机床发展来，我国已向高档数控机床发展上一页返回1.2 数控机床的组成与工作原理数控机床的组成与工作原理1.2.1 数控机床的组成数控机床的组成 数控机床一般由信息载体、数控系统和机床本体组成数控机床一般由信息载体、数控系统和机床本体组成而数控系统由输入输出装置、计算机数控装置、可编程序控而数控系统由输入输出装置、计算机数控装置、可编程序控制器和伺服驱动装置四部分组成，有些数控系统还配有位置制器和伺服驱动装置四部分组成，有些数控系统还配有位置检测装置，其结构框图如检测装置，其结构框图如图图 1-1 所示下一页上一页返回1.2 数控机床的组成与工作原理数控机床的组成与工作原理1信息载体信息载体 信息载体又称控制介质，用于记载各种加工信息，如刀信息载体又称控制介质，用于记载各种加工信息，如刀具和零件的相对运动数据、工艺参数（进给速度、主轴转速具和零件的相对运动数据、工艺参数（进给速度、主轴转速等）和辅助运动等，以控制机床的运动，实现零件的加工等）和辅助运动等，以控制机床的运动，实现零件的加工。

编程工作可由人工进行，也可由计算机自动编程软件来完成编程工作可由人工进行，也可由计算机自动编程软件来完成常用的信息载体有穿孔纸带、磁带、磁盘等，并通过相应的常用的信息载体有穿孔纸带、磁带、磁盘等，并通过相应的输入装置将信息载体输入到数控系统中，或采用系统操作面输入装置将信息载体输入到数控系统中，或采用系统操作面板上的键盘将加工程序直接输入最早使用的信息载体是穿板上的键盘将加工程序直接输入最早使用的信息载体是穿孔纸带，目前我国统一使用国际上通用的孔纸带，目前我国统一使用国际上通用的ISO代码下一页上一页返回1.2 数控机床的组成与工作原理数控机床的组成与工作原理2数控系统数控系统 这是数控机床的核心，它的功能是接受输入装置输入的这是数控机床的核心，它的功能是接受输入装置输入的加工信息，完成数控计算、逻辑判断、输入输出控制等功能加工信息，完成数控计算、逻辑判断、输入输出控制等功能计算机数控系统一般由输入输出装置、计算机数控装置、可计算机数控系统一般由输入输出装置、计算机数控装置、可编程序控制器、伺服驱动装置和位置检测装置等组成编程序控制器、伺服驱动装置和位置检测装置等组成下一页上一页返回1.2 数控机床的组成与工作原理数控机床的组成与工作原理（1）输入输出装置）输入输出装置 数控机床在进行加工前，必须接受由操作人员输入的零数控机床在进行加工前，必须接受由操作人员输入的零件加工程序，然后才能根据输入的加工程序进行加工控制，件加工程序，然后才能根据输入的加工程序进行加工控制，从而加工出所需的零件。

在加工过程中，操作人员要向机床从而加工出所需的零件在加工过程中，操作人员要向机床数控装置输入操作命令，数控装置要为操作人员显示必要的数控装置输入操作命令，数控装置要为操作人员显示必要的信息，如坐标值、报警信号等此外，输入的程序并非全部信息，如坐标值、报警信号等此外，输入的程序并非全部正确，有时需要编辑、修改和调试以上工作都是机床数控正确，有时需要编辑、修改和调试以上工作都是机床数控系统和操作人员进行信息交流的过程，要进行信息交流，数系统和操作人员进行信息交流的过程，要进行信息交流，数控系统中必须具备必要的交互设备，即输入控系统中必须具。