《数控原理与系统》第1章 绪论.ppt

习 题 1 1.6 什么是计算机数控装置？简述其物理结构。 1.7 根据CNC装置内部电路结构不同，可以分为哪几种结构类型？ 1.8 CNC装置的软件由哪几部分组成？其特点是什么？ 1.9 根据CNC系统软件各模块间的关系不同，可以分为哪几种结构形式？ 1.10 简述零件程序在CNC装置中的处理过程。 1.11 常见的有哪几种数控系统产品？ 由于在编写数控加工程序时，一般不考虑刀具几何尺寸，所以，数控装置根据零件程序的几何数据和在启动加工前输入的刀具尺寸参数，进行相应的刀具补偿计算，使刀架相关点相对刀具的切削点产生偏移。此外，还要根据输入的工件零点偏置和加工程序所采用的坐标系等信息，进行相应的坐标变换。 加工控制信息预处理完成后，便开始轮廓插补处理。所谓插补，是指根据曲线段的起点、终点和曲线类型等几何数据，和速度等工艺数据信息，计算出曲线段起、终点之间的一系列中间点，分别向各个坐标轴发出方向、大小和速度都确定的协调的运动序列命令，通过各个轴运动的合成，产生数控加工程序要求的工件轮廓的刀具运动轨迹。 由插补器向各个轴发出的运动序列命令作为各个轴位置测量控制的命令值，与机床上位置检测元件测得的实际位置相比较，经过位置放大，输出相应的速度控制信号，控制各轴伺服驱动单元驱动机床各个轴运动，使刀具相对工件正确运动，加工出要求的工件轮廓。 由数控装置发出的开关命令在系统程序的控制下，在各加工程序段插补处理开始前或完成后，适时输出给机床控制器。在机床控制器中，开关命令和由机床反馈的回答信号一起被处理和转换为对机床开关设备的控制命令。在现代的数控系统中，多数机床控制器都由可编程控制器 PLC 实现，具有很高的可靠性，避免了相互矛盾和各种危险现象 如在主轴还没有旋转之前的“进给允许” 的出现。 综上所述，可以归纳出零件加工程序段在CNC装置内部的六个处理步骤如图2.7所示，顺序是输入→译码→刀具补偿→进给速度处理→插补→位置控制，各个步骤的主要功能是： 数控零件程序的处理过程 （1）输入：通过键盘（也可以是磁盘、纸带阅读机、数据通信接口等）将零件程序输入到CNC装置。并完成无效代码的删除、代码校验和代码转换。 （2）译码：将零件程序中的零件轮廓信息、进给速度信息和辅助开关信息翻译成统一的数据格式，以方便后续处理程序的分析、计算。在译码过程中，还要对程序段进行语法检查。 （3）刀具补偿：将编程轮廓轨迹转化为刀具中心轨迹，以保证刀具按其中心轨迹移动，能加工出所要求的零件轮廓，并实现程序段之间的自动转接。 （4）进给速度处理：根据编程进给速度确定脉冲源频率或者确定每次插补的位移增量，以保证各坐标方向运动的合成速度满足编程速度的要求。 （5） 插补：在已知曲线的类型、 起点、 终点和进给速度的条件下， 在曲线的起、 止点之间补足中间点的过程， 即“数据点的密集化”过程。 （6） 位置控制：在每个插补周期内， 将插补输出的指令位置与实际位置相比较， 用差值控制伺服驱动装置带动机床刀具相对工件运动。 1.6 常见数控系统产品简介 数控系统是数控机床的控制核心。数控机床根据功能和性能要求，配置不同的数控系统。不同的数控系统，其编程指令代码也有差别，因此，在编程时应按所使用数控系统规定的编程规则进行编程。 日本FANUC数控系统 由日本FANUC公司生产，其产品分许多个系列。 FANUC Series 3/5/6/7系列 FS3/5/6/7系列是FANUC公司于20世纪70年代推出的数控系统，属于其早期产品，是具备一般功能的中档CNC系统。其中，F3和F6系统在我国有一定的用量，6M适用于铣、镗床和加工中心；6T适用于车床。 1.6 常见数控系统产品简介 日本FANUC数控系统 FANUC Series 10／11／12系列 FS10/11/12系列是该公司于20世纪80年代初推出的多微处理器CNC产品，其主CPU采用68000，在图形控制、对话式自动编程控制、轴控制等方面也都有各自的CPU。该系列分为M型、T型、TT型、F型等多种规格，适用于不同的机床。其中，M型用于加工中心、铣床和镗床；T型用于车床；TT型用于双刀架车床；F型是具有对话功能的数控系统。 FANUC Series 0系列 F0系列是该公司在20世纪80年代中期推出的，具有较高可靠性和性能价格比的CNC产品。特点是体积小，价格低，适用于机电一体化的小型数控机床。F0系列CNC是一个多微处理器系统。0A系列主CPU为80186，0B系列主CPU为80286，0C系列主CPU为80386。F0系列CNC采用彩色图形显示，会话菜单式编程，专用宏功能，并具有程序录返功能。