數(shù)控技術應用基礎和應用

數(shù)控技術應用基礎和應用*數(shù)控技術基礎與應用21、產生背景從工業(yè)化革命以來人們實現(xiàn)機械加工自動化的手段有：自動機床組合機床專用自動生產線它們存在固有的缺點：初始投資大準備周期長柔性差主軸承蓋加工數(shù)控組合機床軸承蓋加工自動線1.1

數(shù)控機床的產生于發(fā)展

*數(shù)控技術基礎與應用3上述方法僅適用批量較大的零件生產。然而，隨著市場競爭的日趨激烈產品更新?lián)Q代周期縮短，批量大的產品越來越少，而小批量產品的生產所占的比重越來越大，約占總加工量的80％以上。在航空、航天、重型機床以及國防部門尤其如此。因此，迫切需要一種精度高、柔性好的加工設備來滿足上述需求，這是機床數(shù)控技術產生和發(fā)展的內在動力。另一方面，電子技術和計算機技術的飛速發(fā)展則為NC機床的進步提供了堅實的技術基礎，這是機床NC技術產生和發(fā)展的可能性。NC技術正是在這種背景下誕生和發(fā)展起來的。它極其有效地滿足了上述要求，為小批量、精密復雜的零件生產提供了自動化加工手段。它的產生給自動化技術帶來了新的概念，推動了加工自動化技術的發(fā)展。1.2

數(shù)控加工的基本知識

*數(shù)控技術基礎與應用4數(shù)控加工與傳統(tǒng)加工的比較工藝分析數(shù)控加工程序工序卡傳統(tǒng)加工數(shù)控加工圖2傳統(tǒng)加工與數(shù)控加工的比較圖第一章數(shù)控技術概述*數(shù)控技術基礎與應用51-1數(shù)控技術的基本概念與特點二數(shù)控技術的特點

提高加工精度提高生產效率改善工作條件有利于生產管理便于實現(xiàn)自動化便于實現(xiàn)網(wǎng)絡化便于實現(xiàn)智能化*數(shù)控技術基礎與應用61.2

數(shù)控加工的基本知識數(shù)字控制：NumericalControl—NC數(shù)控技術：用數(shù)字信號控制機床的技術。數(shù)控機床：裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機床。*數(shù)控技術基礎與應用71、數(shù)字控制（NumericalControlNC）是一種借助數(shù)字、字符或其它符號對某一工作過程（如加工、測量、裝配等）進行可編程控制的自動化方法。2、數(shù)控技術（NumericalControlTechnology）采用數(shù)字控制的方法對某一工作過程實現(xiàn)自動控制的技術。1.2.1數(shù)控加工的基本術語*數(shù)控技術基礎與應用83、數(shù)控機床（NumericalControlMachineTools）是采用數(shù)字控制技術對機床的加工過程進行自動控制的一類機床。它數(shù)控技術典型應用的例子。4、數(shù)控系統(tǒng)（NumericalControlSystem）實現(xiàn)數(shù)字控制的裝置。5、計算機數(shù)控系統(tǒng)（ComputerNumericalControlCNC）以計算機為核心的數(shù)控系統(tǒng)。1.2.1數(shù)控加工的基本術語*數(shù)控技術基礎與應用92、發(fā)展沿革1952研制了世界第一臺三坐標立式數(shù)控銑床。50-60年代，發(fā)展到NC（硬件數(shù)控）階段。70年代，發(fā)展到CNC（計算機數(shù)控）階段。80年代，出現(xiàn)高速高精度CNC的開發(fā)和應用階段。90年代，基于PC的開放式CNC的開發(fā)與應用。當代，也主要是基于PC的CNC開放式系統(tǒng)，軟件有所提高。1.2

數(shù)控加工的基本知識

2023年1月29日數(shù)控技術基礎與應用101-2數(shù)控技術的產生與發(fā)展一、數(shù)控技術的產生1948年：麻省理工學院&帕森斯公司研制1952年：世界第一臺三坐標數(shù)控銑床誕生1955年：投入實用階段注：該數(shù)控機床是在1946年計算機問世的前提下誕生的，數(shù)控系統(tǒng)由電子管構成且為硬線數(shù)控系統(tǒng)*數(shù)控技術基礎與應用11*1952年，第一臺數(shù)控機床在MIT問世，成為世界機械工業(yè)史上一件劃時代的事件，推動了自動化的發(fā)展。當時控制程序是記錄在紙帶上的字符和數(shù)字，故稱數(shù)字控制機床。*1955年，第一臺商業(yè)數(shù)控機床在美國全國機床展覽會上展出。圖第一臺數(shù)控機床*數(shù)控技術基礎與應用121.4.1數(shù)控技術的產生與發(fā)展計算機技術的每一點進步都在推動數(shù)控技術向前發(fā)展。

“六代”

1電子管，1952，ParsonsCorp.,MIT,美空軍后勤司令部合作，第一臺立式銑；

2晶體管、印刷電路，1959，晶體管元件的出現(xiàn)使電子設備的體積大大減小，數(shù)控系統(tǒng)中廣泛采用晶體管和印刷電路板，K&T開發(fā)第一臺加工中心

MILWAUKEE-MATIC。

3小規(guī)模集成電路,1965,由于它體積小、功耗低，，使數(shù)控系統(tǒng)的可靠性得以進一步提高。1967英國最初的FMS.4通用小型計算機,1970，在美國芝加哥國際機床展覽會上，首次展出了一臺以通用小型計算機作為數(shù)控裝置的數(shù)控系統(tǒng)，特征為許多數(shù)控功能由軟件完成。

5微處理器，1974，開始出現(xiàn)的以微處理器為核心的數(shù)控系統(tǒng)被人們譽為第五代數(shù)控系統(tǒng)，近30年來，裝備微處理機數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控機床得到飛速發(fā)展和廣泛應用。

6基于PC（PC-BASED）的數(shù)控,20世紀80年代，基于PC開發(fā)式數(shù)控系統(tǒng)。1.4數(shù)控技術的發(fā)展*數(shù)控技術基礎與應用131-2數(shù)控技術的產生與發(fā)展二、數(shù)控技術的發(fā)展從NC發(fā)展到CNCMC（加工中心）的發(fā)展DNC（直接數(shù)字控制）的發(fā)展FMC（柔性制造單元）的發(fā)展FMS（柔性制造系統(tǒng)）的發(fā)展CIMS（計算機集成制造系統(tǒng)）的發(fā)展IMS（智能制造系統(tǒng)）的發(fā)展*數(shù)控技術基礎與應用141-2數(shù)控技術的產生與發(fā)展“六五”（1981~1985年）引進國外技術“七五”（1986~1990年）消化吸收“八五”（1991~1995年）科技攻關“九五”（1996~2000年）產業(yè)化攻關三、我國數(shù)控技術的發(fā)展

1958年：開始進行數(shù)控機床研制（JCS-018）富有成效的研制四階段*數(shù)控技術基礎與應用151-2數(shù)控技術的產生與發(fā)展所取得的成果（達到當時世界先進水平）

“華中Ⅰ型”數(shù)控系統(tǒng)（華中科技大學）“中華Ⅰ型”數(shù)控系統(tǒng)（珠峰數(shù)控公司）“藍天Ⅰ型”數(shù)控系統(tǒng)“航天Ⅰ型”數(shù)控系統(tǒng)*數(shù)控技術基礎與應用161.4.2數(shù)控技術發(fā)展趨勢1．高速高精度機床向高速化方向發(fā)展，可充分發(fā)揮現(xiàn)代刀具材料的性能，可大幅度提高加工效率、降低加工成本，提高零件的表面加工質量和精度。

上世紀90年代以來，高速主軸單元（電主軸，轉速15000－100000r/min）、高速且高加/減速度的進給運動部件（快移速度60~120m/min，切削進給速度高達60m/min）、高性能伺服系統(tǒng)以及工具系統(tǒng)都出現(xiàn)了新的突破。圖切削速度的發(fā)展*數(shù)控技術基礎與應用17現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，對機械加工高精度的提出了新的要求：普通的加工精度提高了一倍，達到5微米；精密加工精度提高了兩個數(shù)量級，超精密加工精度進入納米級（0.001微米），主軸回轉精度要求達到0.01~0.05微米，加工圓度為0.1微米，加工表面粗糙度Ra=0.003微米等。近10多年來，普通級數(shù)控機床的加工精度已由±10μm提高到±5μm，精密級加工中心的加工精度則從±3~5μm，提高到±1~1.5μmRaδVFVC250.10100002500200.0880002000150.0660001500100.044000100050.0220005000RaδVfVC19931994199519961997年度Ra——表面粗糙度（um），δ——加工誤差（um），Vf——進給速度（mm/min），Vc——切削速度（m/min）圖1-8數(shù)控機床的高速化對加工質量的影響1.2數(shù)控技術發(fā)展趨勢*數(shù)控技術基礎與應用18工藝分析數(shù)控加工程序工序卡傳統(tǒng)加工數(shù)控加工傳統(tǒng)加工與數(shù)控加工的比較圖1.4數(shù)控機床的工作原理及組成*數(shù)控技術基礎與應用19數(shù)控加工過程示意圖1.4數(shù)控機床的工作原理及組成*數(shù)控技術基礎與應用20數(shù)控機床加工零件的工作過程分以下幾個步驟：根據(jù)被加工零件的圖樣與工藝方案，用規(guī)定的代碼和程序格式編寫加工程序所編寫程序指令輸入數(shù)控裝置數(shù)控裝置將程序(代碼)進行譯碼、運算之后，向機床各個坐標的伺服機構和輔助控制裝置發(fā)出信號，以驅動機床的各運動部件，并控制所需要的輔助動作，最后加工出合格的零件

1.4數(shù)控機床的工作原理及組成*數(shù)控技術基礎與應用211-3數(shù)控機床的工作原理與數(shù)控系統(tǒng)的分類數(shù)控機床的組成與工作原理*數(shù)控技術基礎與應用22操作面板它是操作人員與數(shù)控裝置進行信息交流的工具。組成：按鈕站、狀態(tài)燈、按鍵陣列（功能與計算機鍵盤一樣）和顯示器；。它是數(shù)控機床特有部件。1-3數(shù)控機床的工作原理與數(shù)控系統(tǒng)的分類*數(shù)控技術基礎與應用23控制介質與輸入輸出設備控制介質是記錄零件加工程序的媒介輸入輸出設備是CNC系統(tǒng)與外部設備進行交互裝置。交互的信息通常是零件加工程序。即將編制好的記錄在控制介質上的零件加工程序輸入CNC系統(tǒng)或將調試好了的零件加工程序通過輸出設備存放或記錄在相應的控制介質上。數(shù)控機床常用的控制介質和輸入輸出設備見表1：1-3數(shù)控機床的工作原理與數(shù)控系統(tǒng)的分類*數(shù)控技術基礎與應用24表1控制介質和輸入輸出設備表1-3數(shù)控機床的工作原理與數(shù)控系統(tǒng)的分類*數(shù)控技術基礎與應用25通訊現(xiàn)代的數(shù)控系統(tǒng)除采用輸入輸出設備進行信息交換外，一般都具有用通訊方式進行信息交換的能力。它們是實現(xiàn)CAD/CAM的集成、FMS和CIMS的基本技術。采用的方式有：串行通訊（RS-232等串口）、自動控制專用接口和規(guī)范（DNC方式，MAP協(xié)議等）網(wǎng)絡技術（internet，LAN等）。1-3數(shù)控機床的工作原理與數(shù)控系統(tǒng)的分類*數(shù)控技術基礎與應用26

CNC裝置(CNC單元)組成：計算機系統(tǒng)、位置控制板、PLC接口板，通訊接口板、特殊功能模塊以及相應的控制軟件。作用：根據(jù)輸入的零件加工程序進行相應的處理（如運動軌跡處理、機床輸入輸出處理等），然后輸出控制命令到相應的執(zhí)行部件(伺服單元、驅動裝置和PLC等)，所有這些工作是由CNC裝置內硬件和軟件協(xié)調配合，合理組織，使整個系統(tǒng)有條不紊地進行工作的。CNC裝置是CNC系統(tǒng)的核心1-3數(shù)控機床的工作原理與數(shù)控系統(tǒng)的分類*數(shù)控技術基礎與應用27伺服單元、驅動裝置和測量裝置伺服單元和驅動裝置主軸伺服驅動裝置和主軸電機進給伺服驅動裝置和進給電機測量裝置位置和速度測量裝置。以實現(xiàn)進給伺服系統(tǒng)的閉環(huán)控制。作用保證靈敏、準確地跟蹤CNC裝置指令：進給運動指令：實現(xiàn)零件加工的成形運動（速度和位置控制）。主軸運動指令，實現(xiàn)零件加工的切削運動（速度控制）1-3數(shù)控機床的工作原理與數(shù)控系統(tǒng)的分類*數(shù)控技術基礎與應用28

PLC、機床I/O電路和裝置PLC(ProgrammableLogicController)：用于完成與邏輯運算有關順序動作的I/O控制，它由硬件和軟件組成；機床I/O電路和裝置：實現(xiàn)I/O控制的執(zhí)行部件(由繼電器、電磁閥、行程開關、接觸器等組成的邏輯電路；功能：接受CNC的M、S、T指令，對其進行譯碼并轉換成對應的控制信號，控制輔助裝置完成機床相應的開關動作接受操作面板和機床側的I/O信號，送給CNC裝置，經(jīng)其處理后，輸出指令控制CNC系統(tǒng)的工作狀態(tài)和機床的動作。1-3數(shù)控機床的工作原理與數(shù)控系統(tǒng)的分類*數(shù)控技術基礎與應用29機床機床：數(shù)控機床的主體，是實現(xiàn)制造加工的執(zhí)行部件。組成：由主運動部件、進給運動部件（工作臺、拖板以及相應的傳動機構）、支承件（立柱、床身等）以及特殊裝置（刀具自動交換系統(tǒng)工件自動交換系統(tǒng)）和輔助裝置（如排屑裝置等）。1-3數(shù)控機床的工作原理與數(shù)控系統(tǒng)的分類*數(shù)控技術基礎與應用30

按工藝用途分類切削加工類：數(shù)控鏜銑床、數(shù)控車床、數(shù)控磨床、加工中心、數(shù)控齒輪加工機床、FMC等。成型加工類：數(shù)控折彎機、數(shù)控沖裁機等。特種加工類：數(shù)控線切割機、電火花加工機、激光加工機等。其它類型：數(shù)控裝配機、數(shù)控測量機、機器人等。數(shù)控機床的分類1-3數(shù)控機床的工作原理與數(shù)控系統(tǒng)的分類*數(shù)控技術基礎與應用31一、按加工工藝方法分類1、一般數(shù)控機床切削加工類：捷克托斯數(shù)控鏜床CKA6150數(shù)控車床哈挺數(shù)控磨床1.3數(shù)控機床的分類*數(shù)控技術基礎與應用32成型加工類：數(shù)控折彎機數(shù)控彎管機數(shù)控型材彎弧機1.3數(shù)控機床的分類內容講解*數(shù)控技術基礎與應用33特種加工類：火花成型線切割機火花小孔激光加工1.3數(shù)控機床的分類*數(shù)控技術基礎與應用34其它類型：三坐標測量機CNC影像儀1.3數(shù)控機床的分類*數(shù)控技術基礎與應用35德馬吉立式加工中心2、帶自動換刀裝置的數(shù)控機床（加工中心）臥式加工中心德馬吉萬能車削中心1.3數(shù)控機床的分類*數(shù)控技術基礎與應用36點位控制數(shù)控系統(tǒng)僅能實現(xiàn)刀具相對于工件從一點到另一點的精確定位運動；對軌跡不作控制要求；運動過程中不進行任何加工。適用范圍：數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、數(shù)控沖床和數(shù)控測量機。二、按控制系統(tǒng)功能特點分類1.3數(shù)控機床的分類*數(shù)控技術基礎與應用37*數(shù)控技術基礎與應用38點位直線控制數(shù)控系統(tǒng)點位直線控制數(shù)控機床的特點是機床移動部件不僅要實現(xiàn)由一個位置到另一個位置的精確移動定位，而且能夠實現(xiàn)平行坐標軸方向的直線切削加工運動。

點位直線數(shù)控機床雖然擴大了點位控制數(shù)控機床的工藝范圍，但它的應用仍然受到了很大的限制

運動過程中不進行任何加工。適用范圍：簡易數(shù)控車床、數(shù)控銑鏜床。1.3數(shù)控機床的分類*數(shù)控技術基礎與應用39輪廓控制數(shù)控系統(tǒng)輪廓控制(連續(xù)控制)系統(tǒng)：具有控制幾個進給軸同時諧調運動(坐標聯(lián)動)，使工件相對于刀具按程序規(guī)定的軌跡和速度運動，在運動過程中進行連續(xù)切削加工的數(shù)控系統(tǒng)。適用范圍：數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心等用于加工曲線和曲面的機床?，F(xiàn)代的數(shù)控機床基本上都是裝備的這種數(shù)控系統(tǒng)。1.3數(shù)控機床的分類*數(shù)控技術基礎與應用40*數(shù)控技術基礎與應用41三、按伺服系統(tǒng)的特點分類按數(shù)控系統(tǒng)的進給伺服子系統(tǒng)有無位置測量裝置可分為開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)和閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，在閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)中根據(jù)位置測量裝置安裝的位置又可分為全閉環(huán)和半閉環(huán)兩種。1.3數(shù)控機床的分類*數(shù)控技術基礎與應用42開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)沒有位置測量裝置，信號流是單向的（數(shù)控裝置→進給系統(tǒng)），故系統(tǒng)穩(wěn)定性好。電機機械執(zhí)行部件A相、B相C相、…f、nCNC插補指令脈沖頻率f脈沖個數(shù)n換算脈沖環(huán)形分配變換功率放大1.3數(shù)控機床的分類*數(shù)控技術基礎與應用43無位置反饋，精度相對閉環(huán)系統(tǒng)來講不高，其精度主要取決于伺服驅動系統(tǒng)和機械傳動機構的性能和精度。一般以功率步進電機作為伺服驅動元件。這類系統(tǒng)具有結構簡單、工作穩(wěn)定、調試方便、維修簡單、價格低廉等優(yōu)點，在精度和速度要求不高、驅動力矩不大的場合得到廣泛應用。一般用于經(jīng)濟型數(shù)控機床。1.3數(shù)控機床的分類*數(shù)控技術基礎與應用44半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的位置采樣點如圖所示，是從驅動裝置(常用伺服電機)或絲杠引出，采樣旋轉角度進行檢測，不是直接檢測運動部件的實際位置。位置控制調節(jié)器速度控制調節(jié)與驅動檢測與反饋單元位置控制單元速度控制單元++--電機機械執(zhí)行部件CNC插補指令實際位置反饋實際速度反饋1.3數(shù)控機床的分類*數(shù)控技術基礎與應用451.3數(shù)控機床的分類*數(shù)控技術基礎與應用46半閉環(huán)環(huán)路內不包括或只包括少量機械傳動環(huán)節(jié)，因此可獲得穩(wěn)定的控制性能，其系統(tǒng)的穩(wěn)定性雖不如開環(huán)系統(tǒng)，但比閉環(huán)要好。由于絲杠的螺距誤差和齒輪間隙引起的運動誤差難以消除。因此，其精度較閉環(huán)差，較開環(huán)好。但可對這類誤差進行補償，因而仍可獲得滿意的精度。半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)結構簡單、調試方便、精度也較高，因而在現(xiàn)代CNC機床中得到了廣泛應用。1.3數(shù)控機床的分類*數(shù)控技術基礎與應用47全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的位置采樣點如圖的虛線所示，直接對運動部件的實際位置進行檢測。位置控制調節(jié)器速度控制調節(jié)與驅動檢測與反饋單元位置控制單元速度控制單元++--電機機械執(zhí)行部件CNC插補指令實際位置反饋實際速度反饋1.3數(shù)控機床的分類*數(shù)控技術基礎與應用481.3數(shù)控機床的分類*數(shù)控技術基礎與應用49從理論上講，可以消除整個驅動和傳動環(huán)節(jié)的誤差、間隙和失動量。具有很高的位置控制精度。由于位置環(huán)內的許多機械傳動環(huán)節(jié)的摩擦特性、剛性和間隙都是非線性的，故很容易造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定，使閉環(huán)系統(tǒng)的設計、安裝和調試都相當困難。該系統(tǒng)主要用于精度要求很高的鏜銑床、超精車床、超精磨床以及較大型的數(shù)控機床等。1.3數(shù)控機床的分類*數(shù)控技術基礎與應用50按聯(lián)動軸數(shù)分2軸聯(lián)動（平面曲線）3軸聯(lián)動（空間曲面，球頭刀）4軸聯(lián)動（空間曲面）5軸聯(lián)動及6軸聯(lián)動（空間曲面）。聯(lián)動軸數(shù)越多數(shù)控系統(tǒng)的控制算法就越復雜。四、按控制系統(tǒng)的功能水平分類1.3數(shù)控機床的分類*數(shù)控技術基礎與應用51圖不同聯(lián)動軸數(shù)所能加工的型面(a)二軸聯(lián)動；(b)二軸半聯(lián)動；(c)三軸聯(lián)動1.3數(shù)控機床的分類*數(shù)控技術基礎與應用52圖五軸聯(lián)動銑削曲面零件1.3數(shù)控機床的分類*數(shù)控技術基礎與應用53圖六軸加工中心坐標示意圖1.3數(shù)控機床的分類*數(shù)控技術基礎與應用54按數(shù)控系統(tǒng)類型分類經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)（又稱簡易數(shù)控系統(tǒng)）這一檔次的數(shù)控機床僅能滿足一般精度要求的加工，能加工形狀較簡單的直線、斜線、圓弧及帶螺紋的零件，采用的微機系統(tǒng)為單板機或單片機系統(tǒng)，具有數(shù)碼顯示，CRT字符顯示功能，機床進給由步進電動機實現(xiàn)開環(huán)驅動，控制的軸數(shù)和聯(lián)動軸數(shù)在3軸或3軸以下。1.3數(shù)控機床的分類*數(shù)控技術基礎與應用55普及型數(shù)控系統(tǒng)（通常稱之為全功能數(shù)控系統(tǒng)）這類數(shù)控系統(tǒng)功能較多，除了具有一般數(shù)控系統(tǒng)的功能以外，還具有一定的圖形顯示功能及面向用戶的宏程序功能等，采用的微機系統(tǒng)為16位或32位微處理機，具有RS-232C通信接口，機床的進給多用交流或直流伺服驅動，一般系統(tǒng)能實現(xiàn)4軸或4軸以下聯(lián)動控制。1.3數(shù)控機床的分類*數(shù)控技術基礎與應用56高檔數(shù)控系統(tǒng)采用的微機系統(tǒng)為32位以上微處理機系統(tǒng)，機床的進給大多采用交流伺服驅動，除了具有一般數(shù)控系統(tǒng)的功能以外，應該至少能實現(xiàn)5軸或5軸以上的聯(lián)動控制。具有三維動畫圖形功能和宜人的圖形用戶界面，同時還具有豐富的刀具管理功能、寬調速主軸系統(tǒng)、多功能智能化監(jiān)控系統(tǒng)和面向用戶的宏程序功能，還有很強的智能診斷和智能工藝數(shù)據(jù)庫，能實現(xiàn)加工條件的自動設定，且能實現(xiàn)與計算機的聯(lián)網(wǎng)和通信。1.3數(shù)控機床的分類*數(shù)控技術基礎與應用57基于PC的開放式數(shù)控系統(tǒng)用通用微機技術開發(fā)數(shù)控系統(tǒng)可以得到強有力的硬件與軟件支持，這些軟件和硬件的技術是開放式的，此時的通用微機除了具備本身的功能外，還具備了全功能數(shù)控系統(tǒng)的所有功能。

1.3數(shù)控機床的分類*數(shù)控技術基礎與應用58工藝分析數(shù)控加工程序工序卡傳統(tǒng)加工數(shù)控加工傳統(tǒng)加工與數(shù)控加工的比較圖1.4數(shù)控機床的工作原理及組成*數(shù)控技術基礎與應用59數(shù)控加工過程示意圖1.4數(shù)控機床的工作原理及組成*數(shù)控技術基礎與應用60數(shù)控機床加工零件的工作過程分以下幾個步驟：根據(jù)被加工零件的圖樣與工藝方案，用規(guī)定的代碼和程序格式編寫加工程序所編寫程序指令輸入數(shù)控裝置數(shù)控裝置將程序(代碼)進行譯碼、運算之后，向機床各個坐標的伺服機構和輔助控制裝置發(fā)出信號，以驅動機床的各運動部件，并控制所需要的輔助動作，最后加工出合格的零件

1.4數(shù)控機床的工作原理及組成*數(shù)控技術基礎與應用61數(shù)控機床的基本組成1.4數(shù)控機床的工作原理及組成*數(shù)控技術基礎與應用62操作面板它是操作人員與數(shù)控裝置進行信息交流的工具。組成：按鈕站、狀態(tài)燈、按鍵陣列（功能與計算機鍵盤一樣）和顯示器；。它是數(shù)控機床特有部件。1.4數(shù)控機床的工作原理及組成*數(shù)控技術基礎與應用63控制介質與輸入輸出設備控制介質是記錄零件加工程序的媒介輸入輸出設備是CNC系統(tǒng)與外部設備進行交互裝置。交互的信息通常是零件加工程序。即將編制好的記錄在控制介質上的零件加工程序輸入CNC系統(tǒng)或將調試好了的零件加工程序通過輸出設備存放或記錄在相應的控制介質上。數(shù)控機床常用的控制介質和輸入輸出設備見表1：1.4數(shù)控機床的工作原理及組成*數(shù)控技術基礎與應用64表1控制介質和輸入輸出設備表1.4數(shù)控機床的工作原理及組成*數(shù)控技術基礎與應用65通訊現(xiàn)代的數(shù)控系統(tǒng)除采用輸入輸出設備進行信息交換外，一般都具有用通訊方式進行信息交換的能力。它們是實現(xiàn)CAD/CAM的集成、FMS和CIMS的基本技術。采用的方式有：串行通訊（RS-232等串口）、自動控制專用接口和規(guī)范（DNC方式，MAP協(xié)議等）網(wǎng)絡技術（internet，LAN等）。1.4數(shù)控機床的工作原理及組成*數(shù)控技術基礎與應用66

CNC裝置(CNC單元)組成：計算機系統(tǒng)、位置控制板、PLC接口板，通訊接口板、特殊功能模塊以及相應的控制軟件。作用：根據(jù)輸入的零件加工程序進行相應的處理（如運動軌跡處理、機床輸入輸出處理等），然后輸出控制命令到相應的執(zhí)行部件(伺服單元、驅動裝置和PLC等)，所有這些工作是由CNC裝置內硬件和軟件協(xié)調配合，合理組織，使整個系統(tǒng)有條不紊地進行工作的。CNC裝置是CNC系統(tǒng)的核心1.4數(shù)控機床的工作原理及組成*數(shù)控技術基礎與應用67伺服單元、驅動裝置和測量裝置伺服單元和驅動裝置主軸伺服驅動裝置和主軸電機進給伺服驅動裝置和進給電機測量裝置位置和速度測量裝置。以實現(xiàn)進給伺服系統(tǒng)的閉環(huán)控制。作用保證靈敏、準確地跟蹤CNC裝置指令：進給運動指令：實現(xiàn)零件加工的成形運動（速度和位置控制）。主軸運動指令，實現(xiàn)零件加工的切削運動（速度控制）1.4數(shù)控機床的工作原理及組成*數(shù)控技術基礎與應用68

PLC、機床I/O電路和裝置PLC(ProgrammableLogicController)：用于完成與邏輯運算有關順序動作的I/O控制，它由硬件和軟件組成；機床I/O電路和裝置：實現(xiàn)I/O控制的執(zhí)行部件(由繼電器、電磁閥、行程開關、接觸器等組成的邏輯電路；功能：接受CNC的M、S、T指令，對其進行譯碼并轉換成對應的控制信號，控制輔助裝置完成機床相應的開關動作接受操作面板和機床側的I/O信號，送給CNC裝置，經(jīng)其處理后，輸出指令控制CNC系統(tǒng)的工作狀態(tài)和機床的動作。1.4數(shù)控機床的工作原理及組成*數(shù)控技術基礎與應用69機床機床：數(shù)控機床的主體，是實現(xiàn)制造加工的執(zhí)行部件。組成：由主運動部件、進給運動部件（工作臺、拖板以及相應的傳動機構）、支承件（立柱、床身等）以及特殊裝置（刀具自動交換系統(tǒng)工件自動交換系統(tǒng)）和輔助裝置（如排屑裝置等）。1.4數(shù)控機床的工作原理及組成*數(shù)控技術基礎與應用701、數(shù)字控制（NumericalControlNC）是一種借助數(shù)字、字符或其它符號對某一工作過程（如加工、測量、裝配等）進行可編程控制的自動化方法。2、數(shù)控技術（NumericalControlTechnology）采用數(shù)字控制的方法對某一工作過程實現(xiàn)自動控制的技術。1.5數(shù)控加工的基本術語*數(shù)控技術基礎與應用713、數(shù)控機床（NumericalControlMachineTools）是采用數(shù)字