太原理工大学长治学院：《数控原理与系统》授课教案（郭卫军）

太原理工大学长治学院授倮教案 第三节数控系统的分类 按运动轨迹分类 点位控制系统 2、直线控制系统 3、轮廓控制系统(连续控制系统) (1)两轴联动 (2)二轴半联动 (3)三轴联动 (4)四轴联动 (5)五轴联动 二、按伺服系统分类 1、开环控制系统 2、半闭环控制系统 3、闭环控制系统 三、按制造方式分类 1、通用型数控系统 2、专用型数控系统 四、按功能水平分类 经济型数控系统 2.普及型数控系统 3.高级型数控系统

太原理工大学长治学院授课教案 1 第三节 数控系统的分类 一、按运动轨迹分类 1、 点位控制系统 2、 直线控制系统 3、 轮廓控制系统（连续控制系统） （1）两轴联动 （2）二轴半联动 （3）三轴联动 （4）四轴联动 （5）五轴联动 二、按伺服系统分类 1、 开环控制系统 2、 半闭环控制系统 3、 闭环控制系统 三、按制造方式分类 1、 通用型数控系统 2、 专用型数控系统 四、按功能水平分类 1. 经济型数控系统 2. 普及型数控系统 3. 高级型数控系统

太原理工大学长治学院授倮教案 第四节数控系统的发展趋势 1952-1959年,采用电子管、继电器元件 1959年开始,采用晶体管元件 1965年开始,采用集成电路 1970年开始,大规模集成电路及小型计算机应用 1974年开始,采用微型计算机 高速高精度 提高分辨率、提高位置检测精度和补偿技术等 、智能化 1、应用自适应控制技术 2、自动编程技术 3、具有故障诊断功能 4、应用模式识别技术 三、高可靠性 提高线路的集成度 2.建立由设计、试制到生产的完整质量保证 体系 3.增强故障自诊断功能和保护功能 四、具有内装式可编程控制器(PLC) 五、基于网络的数控系统

太原理工大学长治学院授课教案 2 第四节 数控系统的发展趋势 1952-1959 年，采用电子管、继电器元件 1959 年开始，采用晶体管元件 1965 年开始，采用集成电路； 1970 年开始，大规模集成电路及小型计算机应用 1974 年开始，采用微型计算机 一、高速高精度 提高分辨率、提高位置检测精度和补偿技术等 二、智能化 1、 应用自适应控制技术 2、 自动编程技术 3、 具有故障诊断功能 4、 应用模式识别技术 三、高可靠性 1. 提高线路的集成度 2. 建立由设计、试制到生产的完整质量保证 体系 3. 增强故障自诊断功能和保护功能 四、具有内装式可编程控制器（PLC） 五、基于网络的数控系统

太原理工大学长治学院授倮教案 六、具有开放性 七、几种典型数控系统结构 1、计算机直接数控(DNC) 2、柔性制造单元FMC和柔性制造系统FMS 3、计算机集成制造系统CIMS

太原理工大学长治学院授课教案 3 六、具有开放性 七、几种典型数控系统结构 1、 计算机直接数控（DNC） 2、 柔性制造单元 FMC 和柔性制造系统 FMS 3、 计算机集成制造系统 CIMS

太原理工大学长治学院授倮教案 第二章数控系统程序输入与通信 程序编制方法:1)手工编程 2)自动编程 第一节程序编制的基础知识 数控编程的概念 (1)分析零件图样,确定加工工艺; (2)刀具运动轨迹计算; (3)编写加工程序单 (4)程序输入; (5)程序校验和首件试切 数控编程的代码 数字码(0-9)、文字码(A-Z)和符号码 准备功能G代码和辅助功能M代码 1、准备功能G指令 用来规定刀具和工件的相对运动轨迹(即插补功 能)、机床坐标系、坐标平面、刀具补偿、坐标偏置 等多种加工操作。 G代码有模态和非模态两种 2、辅助功能M指令 是控制数控机床“开、关”功能的指令,主要完 成加工操作时的辅助动作。 (1)程序暂停指令:MO (2)程序计划暂停指令:M1 (3)程序结束指令:MO2 (4)主轴正转、反转、停指令:MO3、M4、M5

太原理工大学长治学院授课教案 4 第二章 数控系统程序输入与通信 程序编制方法：1）手工编程 2）自动编程 第一节 程序编制的基础知识 一、数控编程的概念 （1） 分析零件图样，确定加工工艺； （2） 刀具运动轨迹计算； （3） 编写加工程序单； （4） 程序输入； （5） 程序校验和首件试切。 二、数控编程的代码 数字码（0-9）、文字码（A-Z）和符号码 三、准备功能 G 代码和辅助功能 M 代码 1、 准备功能 G 指令 用来规定刀具和工件的相对运动轨迹（即插补功 能）、机床坐标系、坐标平面、刀具补偿、坐标偏置 等多种加工操作。 G 代码有模态和非模态两种。 2、 辅助功能 M 指令 是控制数控机床“开、关”功能的指令，主要完 成加工操作时的辅助动作。 （1）程序暂停指令：M00 （2）程序计划暂停指令：M01 （3）程序结束指令：M02 （4）主轴正转、反转、停指令：M03、M04、M05

太原理工大学长治学院授倮教案 (5)换刀指令:M06 四、数控程序结构与程序段格式 程序的结构 程序号、程序段和程序结束符组成 2、程序段格式 由表示地址的英文字母、特殊文字和数字集合而 成 NGXYZ.F ST M LF(NL. CR) 3、主程序和子程序 M98、M99

太原理工大学长治学院授课教案 5 （5）换刀指令：M06 四、数控程序结构与程序段格式 1、 程序的结构 程序号、程序段和程序结束符组成 2、 程序段格式 由表示地址的英文字母、特殊文字和数字集合而 成。 N_G_X_Y_Z_…F_S_T_M_LF(NL.CR) 3、 主程序和子程序 M98、M99

太原理工大学长治学院授倮教案 第二节数控机床的坐标系统 数控机床的坐标轴与运动方向 刀具相对于静止的工件而运动的原则 十x,tt2 +A, tB 准 机 床 坐 标 系 图1.5直角坐标系 规 定 (1)机床坐标系的规定 (2)运动方向的确定 1)Z坐标的确定 2)X坐标的确定 3)Y坐标的确定

太原理工大学长治学院授课教案 6 第二节数控机床的坐标系统 一、 数控机床的坐标轴与运动方向 1、 刀具相对于静止的工件而运动的原则 2、 标 准 （ 机 床 ） 坐 标 系 的 规 定 （1）机床坐标系的规定 （2）运动方向的确定 1） Z 坐标的确定 2） X 坐标的确定 3） Y 坐标的确定 图 1.5 直角坐标系

太原理工大学长治学院授倮教案 二、机床坐标系与工件坐标系 工件坐标系:编程时用来确定编程尺寸 机床坐标系:制造机床时用以确定各零部件相对 位置而建立起来的。 三、绝对坐标系与增量(相对)坐标系统 用U、V、W表示

太原理工大学长治学院授课教案 7 二、 机床坐标系与工件坐标系 工件坐标系：编程时用来确定编程尺寸 机床坐标系：制造机床时用以确定各零部件相对 位置而建立起来的。 三、 绝对坐标系与增量（相对）坐标系统 用 U、V、W 表示

太原理工大学长治学院授倮教案 第三节信息输入 数控系统的信息 信息可分为:数字量和开关量 二、数控系统的信息流程 1、输入 2、存储 3、译码 4、刀具补偿 5、进给速度处理 6、插补 7、位置控制 8、IO处理

太原理工大学长治学院授课教案 8 第三节 信息输入 一、 数控系统的信息 信息可分为：数字量和开关量 二、 数控系统的信息流程 1、输入 2、存储 3、译码 4、刀具补偿 5、进给速度处理 6、插补 7、位置控制 8、I/O 处理

太原理工大学长治学院授倮教案 第四节数控加工程序的输入 数控加工程序输入的特点 整个零件程序可一次输入,输入方式可以手动 或自动;先对输入数据进行预处理,再进行数控加 工;采用解释或编译的方法将零件加工程序翻译为 机器码。 二、零件加工程序的输入 输入 键盘输入和DNC方式输入 缓冲器是原始零件加工程序进入系统的必经之 路 2、零件加工程序的存放形式 连续存储通过目录表进行存储 存储形式一般采用ISO代码或EIA代码,当前则 多用具有一定规律性的系统内部代码。 3、不同工作方式取数过程

太原理工大学长治学院授课教案 9 第四节数控加工程序的输入 一、 数控加工程序输入的特点 整个零件程序可一次输入，输入方式可以手动 或自动；先对输入数据进行预处理，再进行数控加 工；采用解释或编译的方法将零件加工程序翻译为 机器码。 二、 零件加工程序的输入 1、 输入 键盘输入和 DNC 方式输入 缓冲器是原始零件加工程序进入系统的必经之 路。 2、 零件加工程序的存放形式 连续存储 通过目录表进行存储 存储形式一般采用 ISO 代码或 EIA 代码，当前则 多用具有一定规律性的系统内部代码。 3、 不同工作方式取数过程

太原理工大学长治学院授倮教案 键盘(MDⅠ)工作方式和存储器工作方式 第五节数控加工程序的预处理 数控加工程序的译码 译码是将标准的数控代码翻译成本系统能够识 别的代码形式,也就是说将存储在零件程序存储区 中的内部代码转化为控制机床运动的专门信息后存 放到译码结果缓冲存储单元中。 译码的主要工作为代码识别和功能码译码 1、代码的识别 代码的识别是将零件加工程序存储器或MDI缓 冲器中的源程序与内部规定的代码格式相比较,作 出相应处理,形成固定的格式,存入零件加工程序 缓冲区BS中 2、译码 代码识别主要是为各种代码设立一个功能码标 志,然后再对功能码进行处理 译码本身包括对零件加工程序的整理和存放, 常用以下两种方法:

太原理工大学长治学院授课教案 10 键盘（MDI）工作方式和存储器工作方式 第五节 数控加工程序的预处理 一、 数控加工程序的译码 译码是将标准的数控代码翻译成本系统能够识 别的代码形式，也就是说将存储在零件程序存储区 中的内部代码转化为控制机床运动的专门信息后存 放到译码结果缓冲存储单元中。 译码的主要工作为代码识别和功能码译码。 1、 代码的识别 代码的识别是将零件加工程序存储器或 MDI 缓 冲器中的源程序与内部规定的代码格式相比较，作 出相应处理，形成固定的格式，存入零件加工程序 缓冲区 BS 中。 2、译码 代码识别主要是为各种代码设立一个功能码标 志，然后再对功能码进行处理。 译码本身包括对零件加工程序的整理和存放， 常用以下两种方法：