最新數(shù)控系統(tǒng)與綜合連接

1、模塊模塊1 1：數(shù)控機床的組成與硬件連接：數(shù)控機床的組成與硬件連接課題1 數(shù)控機床的組成 本章內(nèi)容本章內(nèi)容 一、數(shù)控機床控制技術(shù)概述一、數(shù)控機床控制技術(shù)概述 二、數(shù)控機床的組成二、數(shù)控機床的組成一、數(shù)控機床概述一、數(shù)控機床概述 1、什么叫數(shù)控機床？、什么叫數(shù)控機床？ 數(shù)控機床（numerical control machine tools）是指采用數(shù)字形式信息控制的機床。詳言之，凡是用數(shù)字化的代碼將零件加工過程中所需的各種操作和步驟以及刀具與工件之間的相對位移量等記錄在程序介質(zhì)上，送入計算機或數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)過譯碼、運算及處理，控制機床的刀具與工件的相對運動，加工出所需要的工件的一類機床即為數(shù)控機床

2、。 2、數(shù)控機床的三大控制對象（任務(wù)）、數(shù)控機床的三大控制對象（任務(wù)） (control tasks) 進給運動：刀具或工作臺的位置及速度 主運動：主軸無級調(diào)速 輔助動作：開關(guān)動作二、數(shù)控機床的組成二、數(shù)控機床的組成1、文字描述、文字描述 加工程序 輸入/輸出裝置 數(shù)控（cnc）裝置 伺服驅(qū)動裝置 主軸驅(qū)動裝置 輔助控制裝置 反饋裝置 機床本體 2、方塊圖（、方塊圖（block diagram） 3、工作過程圖示（、工作過程圖示（illustration） 4、工作過程描述、工作過程描述(description) 數(shù)控機床進行加工，首先必須將工件的幾何數(shù)據(jù)和工藝數(shù)據(jù)按規(guī)定的代碼和格式編制成數(shù)控

3、加工程序(編程)； 并用適當?shù)姆椒▽⒓庸こ绦蜉斎霐?shù)控系統(tǒng)（輸入）； 數(shù)控系統(tǒng)對輸入的加工程序進行數(shù)據(jù)處理，輸出各種信息和指令，控制機床各部分按規(guī)定有序地動作（數(shù)據(jù)處理）。這些信息和指令最基本的包括：各坐標軸的進給速度、進給方向和進給位移量，各狀態(tài)控制的i/o信號等。 伺服系統(tǒng)的作用就是將進給位移量等信息轉(zhuǎn)換成機床的進給運動，數(shù)控系統(tǒng)要求伺服系統(tǒng)正確、快速地跟隨控制信息，執(zhí)行機械運動（伺服輸出）； 同時，位置反饋系統(tǒng)將機械運動的實際位移信息反饋至數(shù)控系統(tǒng)，以保證位置控制精度（反饋輸入）。 總之，數(shù)控機床的運行在數(shù)控系統(tǒng)的控制下，處于不斷地計算、輸出、反饋等控制過程中，從而保證刀具和工件之間相對位

4、置的準確性。 三、數(shù)控機床的各組成部分三、數(shù)控機床的各組成部分 1、數(shù)控機床控制系統(tǒng)連接示意圖、數(shù)控機床控制系統(tǒng)連接示意圖 2、各組成部分作用、各組成部分作用 1）、加工程序(nc program) program 程序程序：用數(shù)控語言、按規(guī)定格式表示的一套指令，其內(nèi)容是零件的幾何形狀和工藝描述。由若干程序段（block）構(gòu)成。 3、數(shù)控裝置、數(shù)控裝置(cnc unit) 根據(jù)輸入的零件程序和操作指令進行相應(yīng)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(yīng)的執(zhí)行部件（伺服單元、驅(qū)動裝置和plc等），從而加工出需要的零件。 目前，數(shù)控裝置采用的是數(shù)字計算機，包括硬件和軟件，

5、且已實現(xiàn)cnc單元lcd顯示器一體化。 4、伺服驅(qū)動系統(tǒng)、伺服驅(qū)動系統(tǒng)(servo drive) 將位置指令轉(zhuǎn)換成坐標軸的移動 5、主軸驅(qū)動裝置、主軸驅(qū)動裝置 主軸驅(qū)動是速度控制系統(tǒng)，通常的調(diào)速范圍為100：1。 主軸驅(qū)動系統(tǒng)接收的指令，是數(shù)控裝置輸出的代表某一速度的模擬電壓值。 補充補充：主軸的分類 變頻主軸：變頻器控制，誤差較大 主軸 伺服主軸：閉環(huán)控制，精度好 模擬主軸：cnc發(fā)送模擬量給主軸 主軸 串行主軸：cnc發(fā)送數(shù)字量給主軸 6、輔助控制裝置、輔助控制裝置(miscellaneous unit) 主要功能是接受數(shù)控裝置所控制的內(nèi)置式可編程控制器（plc）輸出的主軸變速、換向、啟動

6、或停止，刀具的選擇和更換，分度工作臺的轉(zhuǎn)位和鎖緊，工件的夾緊或松開，切削液的開或關(guān)等輔助操作的信號，經(jīng)功率放大直接驅(qū)動相應(yīng)的執(zhí)行元件，諸如接觸器、電磁閥等，從而實現(xiàn)數(shù)控機床在加工過程中的全部自動操作。 輔助裝置的功能通常用m代碼實現(xiàn)。 7、反饋裝置、反饋裝置(feedback unit) 今天絕大多數(shù)數(shù)控 機床采用價位較低 的光電數(shù)字式旋轉(zhuǎn) 編碼器 直線光柵尺是高精度的 測量軸運動的光電式測 量裝置。 8、機床本體、機床本體(mechanical part) 立柱 導軌 工作臺 主軸箱 實例：fanuc 0i系統(tǒng) 的組成 四、四、cnc系統(tǒng)的組成和接口系統(tǒng)的組成和接口 （一）、cnc系統(tǒng)的基本

7、組成 1.組成部分 cnc系統(tǒng)由數(shù)控程序、輸入裝置、輸出裝置、計算機數(shù)控裝置（cnc裝置）、可編程邏輯控制器（plc）、主軸驅(qū)動裝置和進給（伺服）驅(qū)動裝置（包括檢測裝置）等組成。2.cnc單元cnc系統(tǒng)的核心是cnc裝置，由硬件和軟件組成，軟件在硬件的支持下工作。 1）硬件：微處理器（cpu）、存儲器（rom，ram）、輸入輸出（i/o）接口，數(shù)控專用接口和部件，即位置控制器、紙帶閱讀機接口、手動數(shù)據(jù)輸入（mdi）接口和顯示（crt）接口。紙帶閱讀機接口epromrammdi/crt接口plc接口輸出接口輸入按口位置控制總線速度控制單元mdi/crt紙帶閱讀機m伺服電機cpu位置測測器2）cn

8、c裝置的軟件：是為了實現(xiàn)cnc系統(tǒng)各功能而編制的專用軟件，稱為系統(tǒng)軟件。在系統(tǒng)軟件的控制下，cnc裝置對輸入的加工程序自動進行處理，并發(fā)出相應(yīng)的控制指令。系統(tǒng)軟件由管理軟件和控制軟件兩部分組成。管 理 軟 件輸 入i/o處 理顯 示診 斷插 補速 度 處 理刀 具 補 償譯 碼位 置 控 制控 制 軟 件cnc系 統(tǒng) 軟 件3.數(shù)控系統(tǒng)的工作過程程序輸入插補插補準備位置控制伺服電機速度控制測量軟件軟件第一種情況第二種情況第三種情況硬件軟件硬件硬件硬件硬件五、數(shù)控機床伺服控制閉環(huán)控制系統(tǒng)的各組成環(huán)節(jié)數(shù)控機床伺服控制方塊圖(automatic control block diagram)位置控制器

9、速 度控 制器功 率放 大器伺服電動機指令位置實際位置編碼器機床移動部件開環(huán)(open-loop control)實際位置無檢測全閉環(huán)(fully closed-loop control)x軸帶直線光柵尺半閉環(huán)(semi-closed-loop control)旋轉(zhuǎn)編碼器-滾珠絲杠構(gòu)成測量系統(tǒng)三種控制方式優(yōu)缺點比較開環(huán)全閉環(huán)半閉環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單復雜，環(huán)路長一般，不包括傳動部件控制精度低0.05mm高0.001mm較高0.01mm，但對于熱變形、絲杠螺距誤差、加工速度變化引起的誤差無能為力穩(wěn)定性穩(wěn)定不穩(wěn)定，不易調(diào)整系統(tǒng)穩(wěn)定，易于調(diào)整價格便宜昂貴適中課堂練習(classroom practice)1

10、. 數(shù)控系統(tǒng)實質(zhì)上是 。 a. 顯示屏 b. 計算機 c. 操作臺2. 伺服控制的主要目的是 。 a. 主軸轉(zhuǎn)速的控制 b. 機床工作臺或刀具的位置控制 c. 刀具自動交換的控制3. 數(shù)控車床回轉(zhuǎn)刀架的選刀是 控制。 a. 主軸運動 b. 進給運動 c. 輸入/輸出4. 數(shù)控機床工作臺的位置控制是 控制。 a. 主軸運動b.進給運動c. 輸入/輸出5. 數(shù)控機床的傳動鏈較普通機床傳動鏈 。 a. 復雜b.簡單 c. 沒區(qū)別課堂練習1. 半 閉 環(huán) 控 制 中 ， c n c 精 確 控 制 電 動 機 的 旋 轉(zhuǎn) 角 度 ， 然 后 通過 傳動機構(gòu)，將角度轉(zhuǎn)換成工作臺的直線位移。2.開環(huán)伺服系統(tǒng)主要特征是系統(tǒng)內(nèi)沒有 裝置。3.數(shù)控機床控制系統(tǒng)包括了 、 、 、 、 、 。4. 進給伺服系統(tǒng)是以 為控制量的自動控制系統(tǒng)，它