第一章数控系统概述分析.ppt

数控车床、数控铣床、数控加工中心、数控线切割、数控雕铣机、数控火焰切割机、工业机器人等 柔性制造系统是由统一的信息控制系统、物料储运系统和一组数字控制加工设备组成，能适应加工对象变换的自动化机械制造系统(Flexible Manufacturing System)，英文缩写为FMS。 * 1 软硬件采用模块化结构，系统功能的修改扩充灵活，不同的数控机床可以配备相应特定的功能模块实现特定功能。 2 二次曲线、样条、空间曲面等插补功能；运动精度、随机误差、非线性误差补偿，加工的动静态跟踪显示，高级人机对话窗口，G代码、部分自动编程能力。 * 数控系统一般由输入输出装置、数控装置、驱动控制装置、机床逻辑控制装置组成。 2. 数控装置：数控机床的核心，本质是一台专用计算机，它接收输入的加工程序或操作信号并进行运算处理，发出相应的控制信号对机床加工过程进行控制。主要功能：多坐标控制、运算插补、程序输入编辑修改、故障自诊断、加工过程补偿、信息转换、工作方式选择、辅助功能控制、显示功能、通信网络等。 3. 伺服系统：接收数控装置的速度、位置指令，通过电机驱动机床主轴、进给机构运动，完成零部件加工。包括伺服控制电路、放大电路、伺服电机。 4. 测量反馈装置：通过检测为数控系统提供机床运动部件的速度、位移信号，以供数控装置进行位置速度比较控制（闭环伺服控制）,磁栅、光栅等。 5、机床本体：机床的机械结构部分，与普通机床相比数控机床机械部件有它特殊结构特点，主要表现在主轴、床身结构、导轨、刀架、传动机构、附加装置等 * * * 加工中心的主轴一般装有刀具，能自动换刀的辅助装置，液压或启动系统自动装卸换刀。 导轨：普通机床-滑动导轨；数控机床-滚动导轨、浮动导轨、涂层导轨。 刀架：普通机床-人工操作完成换刀；数控机床-控制机床自动完成。 传动机构：主运动、进给运动，普通机床-机械传动路线长、环节多、功率损失大，精度影响大。数控机床-主轴电机无级变速驱动主轴，主运动和进给运动独立，有运动需要协调是，可以通过数控机床电气装置进行调节。 进给丝杠：普通机床-矩形梯形螺纹；数控机床：滚珠丝杠 * 1. 输入? ????? 输入CNC控制器的通常有零件加工程序、机床参数和刀具补偿参数。机床参数一般在机床出厂时或在用户安装调试时已经设定好，所以输入CNC系统的主要是零件加工程序和刀具补偿数据。输入方式有纸带输入、键盘输入、磁盘输入，上级计算机DNC通讯输入等。CNC输入工作方式有存储方式和NC方式。存储方式是将整个零件程序一次全部输入到CNC内部存储器中，加工时再从存储器中把一个一个程序调出。该方式应用较多。NC方式是CNC一边输入一边加工的方式，即在前一程序段加工时，输入后一个程序段的内容。????? 2. 译码? ????? 译码是以零件程序的一个程序段为单位进行处理，把其中零件的轮廓信息（起点、终点、直线或圆弧等），F、S、T、M等信息按一定的语法规则解释（编译）成计算机能够识别的数据形式，并以一定的数据格式存放在指定的内存专用区域。编译过程中还要进行语法检查，发现错误立即报警。????? 3. 刀具补偿? ????? 刀具补偿包括刀具半径补偿和刀具长度补偿。为了方便编程人员编制零件加工程序，编程时零件程序是以零件轮廓轨迹来编程的，与刀具尺寸无关。程序输入和刀具参数输入分别进行。刀具补偿的作用是把零件轮廓轨迹按系统存储的刀具尺寸数据自动转换成刀具中心（刀位点）相对于工件的移动轨迹。????? 刀具补偿包括B机能和C机能刀具补偿功能。在较高档次的CNC中一般应用C机能刀具补偿，C机能刀具补偿能够进行程序段之间的自动转接和过切削判断等功能。????? 4. 进给速度处理? ????? 数控加工程序给定的刀具相对于工件的移动速度是在各个坐标合成运动方向上的速度，即F代码的指令值。速度处理首先要进行的工作是将各坐标合成运动方向上的速度分解成各进给运动坐标方向的分速度，为插补时计算各进给坐标的行程量做准备；另外对于机床允许的最低和最高速度限制也在这里处理。有的数控机床的CNC软件的自动加速和减速也放在这里。????? 5. 插补? ????? 零件加工程序程序段中的指令行程信息是有限的。如对于加工直线的程序段仅给定起、终点坐标；对于加工圆弧的程序段除了给定其起、终点坐标外，还给定其圆心坐标或圆弧半径。要进行轨迹加工，CNC必须从一条已知起点和终点的曲线上自动进行“数据点密化”的工作，这就是插补。插补在每个规定的周期（插补周期）内进行一次，即在每个周期内，按指令进给速度计算出一个微小的直线数据段，通常经过若干个插补周期后，插补完一个程序段的加工，也就完成了从程序段起点到终点的“数据密化”工作。????? 6. 位置控制? ????? 位置