第1章 计算机数控(CNC)装置.ppt

数控技术 第1章 计算机数控（CNC）装置 1.1概述 1.1.1 CNC系统的组成 1.1.1 CNC系统的组成 1、现代数控系统，即CNC系统，主要是靠存储程序来实现各种机床的不同控制要求。 2、整个数控系统由：程序、输入/输出设备、计算机数控装置、可编程序控制器单元、主轴控制单元和速度控制单元组成。 3、CNC装置实质上是一种专用计算机，由硬件软件组成。 1.1.1 CNC系统的组成 1.1.2 CNC装置的工作过程 CNC装置的工作过程是在硬件的支持下，执行软 件的过程。 其工作原理是： 通过输入设备输入机床加工零件所需的各种数据信息，经过译码、计算机处理（数据处理）、运算（插补），将每个坐标轴的移动分量送到其相应的驱动电路，经过转换、放大，驱动伺服电动机，带动坐标轴运动，同时进行实时位置反馈控制，使每个坐标轴都能精确移动到指令所要求的位置。 1.1.2 CNC装置的工作过程 1、输入 通过输入设备完成加工零件各种数据信息的输入工作。 输入内容：零件程序、控制参数和补偿数据。 输入方式：纸带、键盘、磁盘、通信接口及DNC接口。 2、译码 将零件轮廓信息、加工速度及其他辅助信息，按照一定的语法规则解释成计算机能识别的数据形式。 3、刀具补偿 刀具补偿是把零件轮廓轨迹转化成刀具中心轨迹，编程员只需按零件轮廓轨迹编程，减轻了工作量。 4、进给速度处理 速度计算是解决该加工程序段以什么样的速度运动的问题。编程所给的进给速度是合成速度，速度计算是根据合成速度来计算各坐标运动方向的分速度。另外对机床允许的最低速度和最高速度的限制进行判断并处理。 1.1.2 CNC装置的工作过程 5、插补 插补的任务是通过插补计算程序在一条已知曲线的起点和终点之间进行“数据点的密化”工作。 6、位置控制 它的主要任务是在每个采样周期内，将插补计算的理论位置与实际反馈位置相比较，用其差值去控制进给电动机，进而控制工作台或刀具的位移。 7、I/O接口 I/O处理主要处理CNC系统和机床之间的来往信号的输入和输出控制。 8、显示 CNC系统的显示主要是为操作者提供方便，通常有：零件程序显示、参数设置、刀具位置显示、机床状态显示、报警显示、刀具加工轨迹动态模拟显示以及在线编程时的图形显示等。 1.1.2 CNC装置的工作过程 9、诊断 主要是指CNC系统利用内装诊断程序进行自诊断，主要有启动诊断和在线诊断。 启动诊断是指CNC系统每次从通电开始进入正常的运行准备状态中，系统相应的内诊断程序通过扫描自动检查系统硬件、软件及有关外设是否正常。只有当检查的每个项目都确认正确无误之后，整个系统才能进入正常的准备状态。否则，CNC系统将通过报警方式指出故障的信息，此时，启动诊断过程不能结束，系统不能投入运行。 在线诊断程序是指在系统处于正常运行状态中，由系统相应的内装诊断程序，通过定时中断周期扫描检查CNC系统本身以及各外设。只要系统不停电，在线诊断就不会停止。 1.1.3 CNC装置的功能 1、基本功能 （1）控制功能：控制功能是指CNC装置控制各类转轴的功能，其功能的强弱取决于能控制的轴数以及能同时控制的轴数（即联动轴数）多少。 （2）准备功能（G功能）：用来指定机床的动作方式。用字母G加其后的两位数字表示。ISO标准中有G00-G99共100种。 （3）插补功能：现代CNC机床的数控装置将插补分为软件粗插补和硬件精插补两步。 （4）进给功能（ F功能） ：进给功能用F指令直接指定各轴的进给速度。切削进给速度；同步进给速度（mm/r）；快速进给速度；进给倍率。 1.1.3 CNC装置的功能 （5）主轴功能（S 功能）：主轴功能是指主轴转速的功能，用字母S和其后的数值表示。 （6）辅助功能（M 功能） ：是用来指定主轴的起停转向，冷却泵的通和断，用字母M和其后的两位数字表示。 ISO标准中有M00-M99共100种。 （7）刀具功能（ T 功能） ：刀具功能是用来选择刀具的功能，用字母T和其后的2位或4位数字表示。 （8）字符图形显示功能：可配置单色或彩色不同尺寸的CRT或液晶显示器。显示程序，参数，补偿值，坐标位置，故障信息等。 （9）自诊断功能：可以减少故障停机时间，运行前，运行中和远程通信完成故障诊断。 1.1.3 CNC装置的功能 2 选择功能 （1）补偿功能：刀具磨损或更换刀具，以及机械传动中的丝杠螺距误差和反向间隙等，CNC装置的补偿功能是把刀具长度或半径的补偿量，螺距误差和反向间隙误差的补偿量输入它的存储器，存储器就按补偿量重新计算刀具运动