第三章現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)ppt課件

1、第三章第三章 現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.1 普通概念 從自動控制的角度來看，CNC系統(tǒng)是一種位置(軌跡)、速度(還包括電流)控制系統(tǒng)，其本質(zhì)上是以多執(zhí)行部件(各運動軸)的位移量、速度為控制對象并使其協(xié)調(diào)運動的自動控制系統(tǒng)，是一種配有公用操作系統(tǒng)的計算機控制系統(tǒng)。第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.1 普通概念從外部特征來看，CNC系統(tǒng)是由硬件(通用硬件和公用硬件)和軟件(公用)兩大部分組成的。它們二者是相互支持，不可分割的，CNC的任務是在硬件的支持下，由軟件來實現(xiàn)部分或大部分數(shù)控功能1、輸入2、譯碼3、數(shù)據(jù)處置：刀具半徑補償、速度計算、輔助功能計算4、插補5、位

2、置控制6、I/O處置7、顯示控制8、診斷第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.1 普通概念CNC安裝的功能是指滿足用戶操作和機床控制要求的方法和手段。數(shù)控安裝的功能包括根本功能和選擇功能根本功能數(shù)控系統(tǒng)根本配置的功能，即必備功能；選擇功能用戶可根據(jù)實踐要求選擇的功能。1、對軸數(shù)的控制功能控制功能 CNC能控制和能聯(lián)動控制的進給軸數(shù). CNC的進給軸分類：挪動軸(X，Y，Z)和回轉(zhuǎn)軸(A，B，C)；根本軸和附加軸(U，V，W).聯(lián)動控制軸數(shù)越多，CNC系統(tǒng)就越復雜，編程也越困難第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.1 普通概念2、預備功能(G功能 ) 預備功能(G功能) 指令機床動作方式的功能。如：根本

3、挪動，程序暫停，平面選擇，坐標設(shè)定，刀具補償，基準點前往和固定循環(huán)等。3、插補功能插補功能 插補功能是數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)零件輪廓(平面或空間)加工軌跡運算的功能。4、固定循環(huán)加工功能固定循環(huán)功能 固定循環(huán)功能是數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)典型加工循環(huán)(如：鉆孔，攻絲，鏜孔，深孔鉆削和切螺紋等)的功能。第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.1 普通概念5、進給功能 (F功能 )進給功能 進給速度的控制功能.進給速度 控制刀具相對工件的運動速度，單位為mm/min.同步進給速度 實現(xiàn)切削速度和進給速度的同步，單位為 mm/r.快速進給速度 普通為進給速度的最高速度，它經(jīng)過參數(shù)設(shè)定，用G00指令執(zhí)行快速. 進給倍率(進給修調(diào)

4、率)人工實時修調(diào)預先給定的進給速度第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.1 普通概念6、主軸的轉(zhuǎn)速功能主軸功能 數(shù)控系統(tǒng)的主軸的控制功能.主軸轉(zhuǎn)速主軸轉(zhuǎn)速的控制功能，單位為r/min.恒線速度控制刀具切削點的切削速度為恒速的控制功能.主軸定向控制主軸周向定位于特定位置控制的功能C軸控制主軸周向恣意位置控制的功能.主軸修調(diào)率人工實時修調(diào)預先設(shè)定的主軸轉(zhuǎn)速.第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.1 普通概念7、刀具功能及任務臺分度功能刀具管理功能實現(xiàn)對刀具幾何尺寸和壽命的管理功能.刀具幾何尺寸(半徑和長度)，供刀具補償功能運用；刀具壽命是指時間壽命，當?shù)毒邏勖狡跁r，CNC系統(tǒng)將提示用戶改換刀具；CNC系

5、統(tǒng)都具號(T)管理功能，用于標識刀庫中的刀具和自動選擇加工刀具8、輔助功能(M功能 )輔助功能(M功能) 用于指令機床輔助操作的功能.如：主軸起停，主軸轉(zhuǎn)向，切削液的開關(guān)或刀庫的起停第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.1 普通概念9、補償功能刀具半徑和長度補償功能： 實現(xiàn)按零件輪廓編制的程序控制刀具中心軌跡的功能.傳動鏈誤差：包括螺距誤差補償和反向間隙誤差補償功能.非線性誤差補償功能：對諸如熱變形，靜態(tài)彈性變形，空間誤差以及由刀具磨損所引起的加工誤差等，采用AI，專家系統(tǒng)等新技術(shù)進展建模，利用模型實施在線補償.第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.1 普通概念10、字符和圖形顯示功能人機對話功能在C

6、NC安裝中這類功能有：菜單構(gòu)造操作界面；零件加工程序的編輯環(huán)境；系統(tǒng)和機床參數(shù)，形狀，缺點信息的顯示，查詢或修正畫面等.11、自診斷功能自診斷功能 CNC自動實現(xiàn)缺點預告和缺點定位的功能.開機自診斷；在線自診斷；離線自診斷；遠程通訊診斷第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.1 普通概念12、輸入、輸出和通訊功能通訊功能 CNC與外界進展信息和數(shù)據(jù)交換的功能.RS232C接口，可傳送零件加工程序，DNC接口，可實現(xiàn)直接數(shù)控，MAP(制造自動化協(xié)議)模塊，網(wǎng)卡：順應FMS，CIMS，IMS等制造系統(tǒng)集成的要求.13、程序編制功能手工編程背景(后臺)編程 自動編程利用CAM系統(tǒng)，可以在線完成和修正零件的

7、三維模型圖設(shè)計，并可以經(jīng)過網(wǎng)絡直接傳給機床進展加工.第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.1 普通概念計算機數(shù)控系統(tǒng)簡稱 CNC 系統(tǒng)由輸入/輸出安裝、CNC 安裝、可編程控制器 PLC 、主軸驅(qū)動安裝和進給驅(qū)動安裝等組成。第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.1 普通概念硬件由中央處置單元CPU、存儲器、輸入輸出接口、MDI/CRT接口、位置控制等部分組成。1、單微處置器構(gòu)造在單微處置器構(gòu)造中，只需一個微處置器，以集中控制、分時處置數(shù)控安裝的各個義務。2、多微處置器構(gòu)造在一個數(shù)控系統(tǒng)中有兩個或兩個以上的微處置器，每個微處置器經(jīng)過數(shù)據(jù)總線或通訊方式進展銜接，共享系統(tǒng)的公用存儲器與I/O接口,每個微處置

8、器分擔系統(tǒng)的一部分任務，這就是多微處置器系統(tǒng)。第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.1 普通概念共享存儲器構(gòu)造在這種多微處置器構(gòu)造，采用多端口存儲器來實現(xiàn)各微處置器之間的互連和通訊，每個端口都配有一套數(shù)據(jù)，地址，控制線，以供端口訪問.由專門的多端口控制邏輯電路處理訪問的沖突問題.當微處置器數(shù)量增多時，往往會由于爭用共享而呵斥信息傳輸?shù)淖枞?，降低系統(tǒng)效率共享總線構(gòu)造在共享總線構(gòu)造中，將各功能模塊插在配有總線插座的機框內(nèi)，由系統(tǒng)總線把各個模塊有效地銜接在一同，按照要求交換各種控制指令和數(shù)據(jù)，實現(xiàn)各種預定的功能第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.1 普通概念第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.1 普通概念1

9、、CNC安裝的軟件組成CNC安裝的軟件是為了實現(xiàn)CNC系統(tǒng)的各項功能而編制的公用軟件，稱為系統(tǒng)軟件。系統(tǒng)軟件主要由管理軟件和控制軟件兩部分組成。管理軟件：管理零件程序的輸入、輸出及I/O接口信息處置，管理各類通訊外設(shè)的銜接與信息傳送，顯示零件程序、刀具位置、系統(tǒng)參數(shù)、機床形狀及報警，診斷CNC安裝能否正常并檢查出現(xiàn)缺點的緣由?？刂栖浖侯A處置、 插補計算、 位置控制等組成。第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.1 普通概念2、構(gòu)造方式數(shù)控安裝為了在同一時辰或同一時間間隔內(nèi)完成兩種以上性質(zhì)一樣或不同的任務，需求對系統(tǒng)軟件的各功能模塊實現(xiàn)多義務并行處置。常采用資源分時共享和資源重疊流水技術(shù)。1前后臺型

10、軟件構(gòu)造2中斷型軟件構(gòu)造第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.1 普通概念1、高效 要求數(shù)控系統(tǒng)有較高的任務速度，能迅速進展復雜信息、數(shù)據(jù)的處置與計算，以順應數(shù)控加工高效要求。 2、穩(wěn)定性 數(shù)控系統(tǒng)應有穩(wěn)定的任務過程，使數(shù)據(jù)處置、運算正確無誤，從而保證數(shù)控加工正常而高精度。 3、可靠性 數(shù)控系統(tǒng)的任務應有高的可靠性，使其長時期延續(xù)任務而不出現(xiàn)缺點。 4、開放性 數(shù)控系統(tǒng)應具有良好開放性，使其功能的修正、擴展、順應性，即功能的開發(fā)與晉級能方便地實現(xiàn)。 第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.2 軟件插補方法插補任務可由硬件邏輯電路或執(zhí)行軟件程序來完成，在CNC系統(tǒng)中，插補任務普通由軟件完成，軟件插補構(gòu)造簡

11、單、靈敏易變、可靠性好。目前普遍運用的兩類插補方法為基準脈沖插補和數(shù)據(jù)采樣插補。一基準脈沖插補基準脈沖插補又稱脈沖增量插補，這類插補算法是以脈沖方式輸出，每插補運算一次，最多給每一軸一個進給脈沖。把每次插補運算產(chǎn)生的指令脈沖輸出到伺服系統(tǒng)，以驅(qū)開任務臺運動，每發(fā)出一個脈沖，任務臺挪動一個根本長度單位，也叫脈沖當量，脈沖當量是脈沖分配的根本單位。第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.2 軟件插補方法二數(shù)據(jù)采樣插補數(shù)據(jù)采樣插補又稱時間增量插補，這類算法插補結(jié)果輸出的不是脈沖，而是規(guī)范二進制數(shù)。根據(jù)程編進給速度，把輪廓曲線按插補周期將其分割為一系列微小直線段，然后將這些微小直線段對應的位置增量數(shù)據(jù)進展輸

12、出，以控制伺服系統(tǒng)實現(xiàn)坐標軸的進給。插補計算是計算機數(shù)控系統(tǒng)中實時性很強的一項任務，為了提高計算速度，縮短計算時間，按以下三種構(gòu)造方式進展改良。采用軟/硬件結(jié)合的兩級插補方案。采用多CPU的分布式處置方案。采用單臺高性能微型計算機方案。第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.2 軟件插補方法數(shù)據(jù)采樣插補是根據(jù)程編進給速度F，補進將給定輪廓曲線按插補周期T某一單位時間間隔分割為插給段輪廓步長 L ， L=FT，即用一系列首尾相連的微小線段來逼近給定曲線。每經(jīng)過一個插補周期就進展一次插補計算，算出下一個插補點，即算出插補周期內(nèi)各坐標軸的進給量，如等，得出下一個插補點的指令位置。插補周期越長，插補計算誤差

13、越大，插補周期應盡量選得小一些。CNC系統(tǒng)在進展輪廓插補控制時，除完成插補計算外，數(shù)控安裝還必需處置一些其它義務，如顯示、監(jiān)控、位置采樣及控制等。第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.2 軟件插補方法 因此，插補周期應大于插補運算時間和其它實時義務所需時間之和。插補周期大約在4ms20ms左右。采樣是指由時間上延續(xù)信號取出不延續(xù)信號，對時間上延續(xù)的信號進展采樣，就是經(jīng)過一個采樣開關(guān)K這個開關(guān)K每隔一定的周期TC閉合一次后，在采樣開關(guān)的輸出端構(gòu)成一連串的脈沖信號。這種把時間上延續(xù)的信號轉(zhuǎn)變成時間上離散的脈沖系列的過程稱為采樣過程，周期TC叫采樣周期。計算機定時對坐標的實踐位置進展采樣，采樣數(shù)據(jù)與指令

14、位置進展比較，得出位置誤差用來控制電動機，使實踐位置跟隨指令位置。對于給定的某個數(shù)控系統(tǒng)，插補周期T和采樣周期TC是固定的，通常TTC，普通要求T是TC的整數(shù)倍。第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.2 軟件插補方法 1、數(shù)據(jù)采樣直線插補法加工直線OE，起點為原點，終點為Exe，ye，動點坐標為Pixi，yi，合成進給速度為F，插補周期為T在一個插補周期內(nèi)，進給步長 L=FT，根據(jù)幾何關(guān)系，求的插補周期內(nèi)各坐標的位置增量為：eeixLFTxLLxeeiyLFTyLLy第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.2 軟件插補方法 1、數(shù)據(jù)采樣直線插補法從而可以求出下一個動點Pi+1的坐標值：eieiiiiei

15、eiiiiyLFTyyLLyyyyxLFTxxLLxxxx11第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.2 軟件插補方法 2、數(shù)據(jù)采樣圓弧插補法數(shù)據(jù)采樣圓弧插補方法的根本方法是在滿足精度要求的前提下，用直線進給替代圓弧進給，即用直線逼近圓弧。圓弧SE為第一象限逆時針圓弧，設(shè)Pixi，yi， Pi+1xi+1，yi+1，是圓弧上相鄰的兩個插補點RFT其弦長為L，所對應的圓心角插補的步距角為，假設(shè)要求的進給速度為F，插補周期為T，圓弧半徑為R，那么第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.2 軟件插補方法設(shè)插補點Pixi，yi對應的極角為i ， Pi+1xi+1，yi+1，對應的極角為i+1= i + ，那么Pi

16、 ，Pi+1的坐標為sincossincoscossin)sin(sincossinsincoscos)cos(sincos11iiiiiiiiiiiiiiiixyRRRyyxRRRxRyRx 很小時，! 4! 21cos! 5! 3sin4253第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.2 軟件插補方法1一階逼近插補iiiiiiiiiiiiiiKxyyyKyxxxKxyyKyxx111111取一階泰勒級數(shù)，1cossinKRFT帶入前式得：第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.2 軟件插補方法2二階逼近插補iiiiiiiiiiiiiiiiiiKxyKyyyKyxKxxxKxyKyyKyxKxx22222

17、112112121取二階泰勒級數(shù)，21! 21cossin22KKRFT帶入前式得：第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.2 軟件插補方法3、終點判別利用動點xi，yi與該零件輪廓段終點xe，ye之間的間隔Si進展判別能否到達終點。2)()(222KyyxxSeieii第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.2 軟件插補方法1、粗插補：指的是數(shù)據(jù)采樣插補。2、精插補：指的是對于經(jīng)過粗插補獲得的微小直線段進展細化， 即在粗插補的相鄰兩個插補點之間再插入一些中間點， 使輪廓誤差減少。第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.3 刀具補償原理刀具輪廓刀具中心rr第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.3 刀具補償原理刀具補

18、償普通分為刀具長度補償和刀具半徑補償。刀具補償?shù)挠嘘P(guān)參數(shù)，如刀具半徑、刀具長度、刀具中心的偏移量等是首先經(jīng)過丈量，然后將丈量結(jié)果存入CNC系統(tǒng)參數(shù)項中的刀具補償表中。編程人員在進展編制零件的加工程序時， 根據(jù)需求調(diào)用不同的刀具號和補償號來滿足不同的刀具補償要求。第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.3 刀具補償原理運用圓弧刀具或銑刀加工零件時，按刀具中心軌跡編程，需大量的數(shù)學換算，任務量大且困難。并且在加工過程中刀具的磨損及改換、零件的粗精加工均會改動刀具中心軌跡，故數(shù)控系統(tǒng)應具備刀具半徑補償功能即使器具有一定刀具半徑的刀具加工零件的過程中，使刀具中心偏移零件輪廓一個刀具半徑。刀具半徑補償?shù)难a償值

19、，普通是由數(shù)控機床調(diào)整人員，根據(jù)加工需求，選擇或刃磨好所需刀具，丈量出每一把刀具的半徑值，經(jīng)過數(shù)控機床的操作面板，在MDI方式下，把半徑值輸入刀具參數(shù)中，編程人員在編制程序時，調(diào)用對應的參數(shù)即可獲得刀具補償。編制程序過程中，運用規(guī)定的指令來調(diào)用補償值。第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.3 刀具補償原理根據(jù)ISO規(guī)范， 當?shù)毒咧行能壽E在程序加工前進方向的右側(cè)時，稱右刀具半徑補償，用G42表示；反之稱為左刀具半徑補償，用G41表示。G40表示取消刀具半徑補償。刀補撤銷刀補撤銷刀補建立刀補進展刀補進展刀補建立第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.3 刀具補償原理在刀具半徑補償過程中，分三個步驟：1刀具半

20、徑補償?shù)慕?刀具半徑補償?shù)倪M展3刀具半徑補償?shù)某蜂N第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.3 刀具補償原理在刀具半徑補償過程中，分三個步驟：1刀具半徑補償?shù)慕ⅲ旱毒邚钠鸬饵c接近工件，在原來的程序軌跡根底上伸長或縮短一個刀具半徑值，即刀具中心從與編程軌跡重合過渡到與編程軌跡間隔一個刀具半徑值。在該段中，動作指令只能用G00或G01。2刀具半徑補償?shù)倪M展：刀具補償進展期間，刀具中心軌跡一直偏離編程軌跡一個刀具半徑的間隔。在此形狀下，G00、G01、G02、G03都可運用。3刀具半徑補償?shù)某蜂N：刀具撤離工件，前往原點。即刀具中心軌跡從與編程軌跡相距一個刀具半徑值過渡到與編程軌跡重合。此時也只能用G00

21、、G01。第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.3 刀具補償原理刀具半徑補償有B功能刀具半徑補償和C功能刀具半徑補償。1、B功能刀具半徑補償B功能刀具半徑補償為根本的刀具半徑補償， 它僅根據(jù)本程序段程序的輪廓尺寸進展刀具半徑補償，計算刀具中心的運動軌跡。而程序段之間的銜接處置那么需求編程人員在編制程序時進展處置， 即在零件的外拐角處必需人為地編制出附加圓弧加工程序段， 才干實現(xiàn)尖角過渡， 這種方法會使刀具在拐角處停頓， 工藝性差。第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.3 刀具補償原理 y D1 A D2 O B2 B C x C2 A1 B1 D C1 A2 第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.3 刀具

22、補償原理2、C功能刀具半徑補償B刀補采用了讀一段，算一段，再走一段的控制方法，這樣，無法估計到由于刀具半徑所呵斥的下一段加工軌跡對本程序段加工軌跡的影響。為處理下一段加工軌跡對本段加工軌跡的影響，在計算本程序段軌跡后，提早將下一段程序讀入，然后根據(jù)它們之間轉(zhuǎn)接的詳細情況，再對本段的軌跡作適當修正，得到本段正確加工軌跡，這就是C功能刀具補償。C功能刀補更為完善，這種方法能根據(jù)相鄰輪廓段的信息自動處置兩個程序段刀具中心軌跡的轉(zhuǎn)換，并自動在轉(zhuǎn)接點處插入過渡圓弧或直線從而防止刀具干涉和斷點情況。第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.3 刀具補償原理第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.3 刀具補償原理當系統(tǒng)啟

23、動后，第一個程序段先被讀入BS，在BS中算得第一段刀具中心軌跡，被送到CS中暫存后，又將第二個程序段讀入BS，算出第二個程序段的刀具中心軌跡。接著對第一、第二兩段刀具中心軌跡的銜接方式進展判別，根據(jù)判別結(jié)果，再對第一段刀具中心軌跡進展修正。修正終了后，順序地將修正后的第一段刀具中心軌跡由CS送入AS中，第二段刀具中心軌跡由BS送入CS中。 然后，由CPU將AS中的內(nèi)容送到OS中進展插補運算，運算結(jié)果送到伺服系統(tǒng)中予以執(zhí)行。當修正了的第一段刀具中心軌跡開場被執(zhí)行后，利用插補間隙，CPU又命令第三段程序讀入BS，隨后，又根據(jù)BS和CS中的第三、第二段軌跡的銜接情況，對CS中的第二程序段的刀具中心軌

24、跡進展修正。依此下去，可見在刀補任務形狀，CNC內(nèi)部總是同時存在三個程序段的信息。第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.3 刀具補償原理在CNC安裝中，處置的根本廓形是直線和圓弧，它們之間的相互銜接方式有，直線與直線相接、直線與圓弧相接、圓弧與直線相接、圓弧與圓弧相接。在刀具補償執(zhí)行的三個步驟中，都會有轉(zhuǎn)接過渡根據(jù)兩段程序編制軌跡交接處在零件側(cè)的角度轉(zhuǎn)接角的不同， 直線過渡的刀具半徑補償分為以下三類轉(zhuǎn)接過渡方式：1180360，縮短型290180，伸長型3090，插入型對于輪廓段為圓弧時，只需用其在交點處的切線作為角度定義的對應直線即可。第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng) A C A r r r A

25、r a) b) c) r B r C B r B C B1 M r D E F G H F H G D E F D E G H 3.3 刀具補償原理1刀具半徑補償?shù)慕?刀具半徑補償?shù)倪M展3刀具半徑補償?shù)某蜂N第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.3 刀具補償原理以數(shù)控車床為例進展闡明，數(shù)控安裝控制的是刀架參考點的位置，實踐切削時是利用刀尖來完成，刀具長度補償是用來實現(xiàn)刀尖軌跡與刀架參考點之間的轉(zhuǎn)換。 P為刀尖，F(xiàn)為刀架參考點，假設(shè)刀尖圓弧半徑為零。利用刀具長度丈量安裝測出刀尖點相對于刀 架 參 考 點 的 坐 標XPF，ZPF，存入刀補內(nèi)存表中。第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.3 刀具補償原理零

26、件輪廓軌跡是由刀尖切出的，編程時以刀尖點P來編程，設(shè)刀尖P點坐標為XP，ZP，刀架參考點坐標FX，Z可由下式求出：XPF=XP-X ZPF=ZP-Z從而：X =XP- XPF Z =ZP- ZPF第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.4 控制軟件控制軟件功能主要包括譯碼、刀具補償、速度計算以及坐標轉(zhuǎn)換、不同編程方法的處置及一些輔助功能的處置譯碼是把數(shù)控加工程序緩沖器中的字符逐個讀入，先識別出其中的文字和數(shù)字碼，然后根據(jù)文字碼所代表的功能，將后續(xù)數(shù)字碼送到相應譯碼結(jié)果緩沖器單元中。譯碼任務主要包括代碼識別和功能碼的解釋兩大部分。1、代碼識別在CNC系統(tǒng)中，代碼識別由軟件完成。譯碼程序按順序?qū)⒁粋€個字

27、符與內(nèi)碼數(shù)字相比較，假設(shè)相等那么闡明輸入了該字符，并設(shè)置相應標志或轉(zhuǎn)相應處置。第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.4 控制軟件第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.4 控制軟件2、功能碼的解釋經(jīng)代碼識別設(shè)立了各功能碼的標志后，然后分別對各功能碼進展處置。首先建立一個與數(shù)控加工程序緩沖器相對應的譯碼結(jié)果緩沖器，對于一個詳細的CNC系統(tǒng)，譯碼結(jié)果緩沖器的格式和規(guī)模是固定不變的。采用的方法是在CNC安裝的存儲器中劃出一塊區(qū)域， 并為數(shù)控加工程序中能夠出現(xiàn)的各個功能代碼均對應設(shè)置一個存儲單元， 用于存放對應的數(shù)值或特征字，后續(xù)處置軟件根據(jù)需求到相應的存儲單元取出數(shù)控加工程序信息，并予以執(zhí)行。第三章 現(xiàn)代數(shù)控

28、（CNC）系統(tǒng)3.4 控制軟件2、功能碼的解釋1處理存儲容量問題：1各系統(tǒng)的功能要求只是需求其中的一部分，這樣就可根據(jù)各個CNC系統(tǒng)來設(shè)置譯碼結(jié)果緩沖區(qū)，從而可大大減少其存儲區(qū)域。2由于工藝上的要求，某些G、M代碼是不能夠出如今一個數(shù)控加工程序段中的。這樣對于不能夠出如今同一程序段中的G、M代碼沒有必要設(shè)置單獨的存儲空間，可將它們進展合并，然后以不同的特征字加以區(qū)分。GA：進給類；GB：暫停；GC：平面選擇；GD：刀補類；GE：固定循環(huán)類；GF：坐標類型；MA:程序控制；MB:主軸控制；MC：換刀；MD：工具夾緊與松開第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.4 控制軟件2、功能碼的解釋2數(shù)控加工程序

29、診斷程序數(shù)控加工診斷程序主要完成對加工程序的診斷和報警義務。診斷程序普通可以對數(shù)控加工程序中的語法錯誤和邏輯錯誤進展檢查。語法錯誤：某個功能碼的錯誤，如系統(tǒng)不能識別的功能代碼、坐標值代碼后的數(shù)據(jù)超越機床的行程、S、F代碼后的數(shù)值超出規(guī)定范圍、T代碼后的刀具號不合法等邏輯錯誤：同一數(shù)控加工程序出現(xiàn)功能代碼之間的相互排斥、相互矛盾的錯誤，如一個程序段出現(xiàn)同組的G、M代碼、尺寸相互矛盾等。第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.4 控制軟件第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.4 控制軟件對于任何一個數(shù)控機床來說，都要求可以對進給速度進展控制，它不僅直接影響到加工零件的外表粗糙度和精度，而且與刀具和機床的壽命

30、和消費效率親密相關(guān)。按照加工工藝的需求，進給速度的給定普通是將所需的進給速度用F代碼編入程序。對于不同資料的零件，需根據(jù)切削速度、切削深度、外表粗糙度和精度的要求，選擇適宜的進給速度。在進給過程中，還能夠發(fā)生各種不能確定或沒有預料到的情況，需求隨時改動進給速度，因此還應有操作者可以手動調(diào)理進給速度的功能。數(shù)控系統(tǒng)能提供足夠的速度范圍和靈敏的指定方法。 另外，在機床加工過程中，由于進給形狀的變化，如起動、升速、降速和停頓，為了防止產(chǎn)生沖擊、失步、超程或振蕩等，保證運動平穩(wěn)和準確定位，必需按一定規(guī)律完成升速和降速的過程。 第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.4 控制軟件1、穩(wěn)態(tài)速度和瞬時速度穩(wěn)態(tài)速度

31、fs，就是系統(tǒng)處于穩(wěn)定進給形狀時，每插補一次一個插補周期的進給量mm。100060KTFfsK速度系數(shù)；T插補周期ms；F編程進給速度，即指令速度mm/min瞬時速度fi，即系統(tǒng)在每個插補周期的進給量。當系統(tǒng)處于穩(wěn)定進給形狀時，瞬時速度fi=fs，當系統(tǒng)處于加速或減速形狀時，fifs或fifs。第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.4 控制軟件2、前加減速控制在插補前進展加減速控制，其優(yōu)點是只對編程進給速度F進展控制，不影響實踐插補輸出的位置精度，但需求預測加減速點?，F(xiàn)以直線加減速闡明其計算方法。線性加減速的加速度可按下式計算：tFa21067. 1 式中 F進給速度mm/min；t加速時間ms；

32、加速度um/(ms)2每加/減速一次，瞬時速度為：atffii1第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.4 控制軟件當上一個插補周期瞬時進給速度fi大于當前穩(wěn)定速度fs時，那么要減速。減速時，首先計算出減速區(qū)域長度S，當穩(wěn)定速度fs和設(shè)定的加速度確定后，S可由下式求得：SafSs22第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.4 控制軟件3、后加減速控制在插補后進展加減速控制，其優(yōu)點是對各坐標軸的速度分別進展控制，不需求預測減速點，但各坐標軸實踐的合成位置不準確。1指數(shù)加減速控制算法指數(shù)加減速控制的目的是將起動或停頓時的速度突變變成隨時間按指數(shù)規(guī)律加速或減速tceVtV1)(cVtV)(tceVtV)(加速勻

33、速減速第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.4 控制軟件2直線加減速控制算法第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.4 控制軟件G92設(shè)定工件零點，但數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部仍按照機床零點進展位置計算。G92后面的坐標值為零：表示對應坐標軸的當前位置為工件零點；G92后面的坐標值非零時：其值為坐標軸的當前位置離所設(shè)置的工件零點的實踐間隔。G99撤銷G92設(shè)置的零點。第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.4 控制軟件G90：絕對值編程方式G91：增量值編程方法，但CNC內(nèi)部都以絕對值方式進展處置。第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.5 可編程序控制器可編程序邏輯控制器Programmable Logic Controlle

34、r， PLC的產(chǎn)生是為了順應汽車制造業(yè)加工流水線，而出現(xiàn)的控制安裝，當時只是用來取代繼電接觸器控制，功能只限于邏輯運算、計時、計數(shù)功能。隨著計算機的開展，1980年正式命名為可編程序控制器。定義為：是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下運用而設(shè)計。它采用了可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并經(jīng)過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型機械的消費過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)外圍設(shè)備，都按易于與工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一個整體、易于擴展其功能的原那么設(shè)計。第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.5 可編程序控制器1、可編程序控制器的組成第三章 現(xiàn)代數(shù)

35、控（CNC）系統(tǒng)3.5 可編程序控制器2、可編程序控制器的特點1可靠性高2編程簡單3靈敏性好4直接驅(qū)動負載才干強5便于實現(xiàn)機電一體化第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.5 可編程序控制器3、可編程序控制器的任務過程PLC的任務過程普通采用循環(huán)掃描順序執(zhí)行的任務方式。其任務過程主要包括自診斷程序、編程器處置、網(wǎng)絡處置、用戶程序處置、超時檢查和出錯處置六個模塊。第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.5 可編程序控制器用戶程序處置是PLC的根本功能，可分為輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新。第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.5 可編程序控制器1、PLC常用的編程言語的類型PLC常見的編程言語有梯形圖、指令言語、

36、系統(tǒng)流程圖三種。1梯形圖言語梯形圖是各種PLC通用的一種圖形編程言語，在方式上類似于繼電器控制電路。它直觀、易懂，是目前運用最多的一種編程言語。1梯形圖中的符號觸點符號輸出符號數(shù)據(jù)處置符號邏輯電源符號第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.5 可編程序控制器2邏輯運算的梯形圖表示“與運算：觸點間的串聯(lián)“或運算：觸點間的并聯(lián)“非運算：常閉觸點即是常開觸點的非運算第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.5 可編程序控制器2指令言語指令言語在方式上類似于計算機匯編言語。它是用指令的助記符來編程，通常一條指令操作碼和操作數(shù)組成。操作碼用來指定所完成的功能，操作數(shù)用于指定取什么地址或數(shù)據(jù)進展指令操作。3系統(tǒng)流程圖它

37、是描畫控制系統(tǒng)的控制過程、功能和特性的表圖，是一種通用的技術(shù)言語。三種編程言語中的部分指令可以相互轉(zhuǎn)換。第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.5 可編程序控制器2、PLC的根本指令以立石公司的梯形圖為例，闡明PLC的根本邏輯指令功能。1取指令LOADLD：邏輯操作開場指令。用于常開接點與母線銜接，每一個以常開接點開場的邏輯行都運用這條指令。LDNOT：負邏輯操作開場指令。用于常閉接點與母線銜接，每一個以常閉接點開場的邏輯行都運用這條指令。2輸出指令OUT用于輸出邏輯運算的結(jié)果，即用邏輯運算的結(jié)果去驅(qū)動一個指定繼電器的線圈，該繼電器可以是輸出繼電器Y，也可以是輔助繼電器M。第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）

38、系統(tǒng)3.5 可編程序控制器0000LD X0000001OUTY0000002LD-NOTX0010003OUTY001第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.5 可編程序控制器3“與指令ANDAND用于常開接點的串聯(lián)，完成邏輯“與運算。AND NOT用于常閉接點的串聯(lián)，完成邏輯“與非運算。0000LD-NOTX0000001ANDX0010002OUTX0010003LDX1020004AND-NOTY0000005OUTY001第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.5 可編程序控制器4“或指令OROR用于常開接點的并聯(lián)，完成邏輯“或運算。OR NOT用于常閉接點的并聯(lián)，完成邏輯“或非運算。0000L

39、D-NOTX0000001ORX0010002OR-NOTX0020003OUTY000第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.5 可編程序控制器5“與括號指令AND-LD用于接點組接點塊的串聯(lián)，每一接點塊都從LD或LD-NOT指令開場操作。AND-LD指令獨立運用，后面沒有任何數(shù)據(jù)。0000LDX1000001ORX1020002LDX1010003OR-NOTX1030004AND-LD0005OUTY000第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.5 可編程序控制器6“或括號指令OR-LD用于接點組接點塊的并聯(lián)，每一接點塊都從LD或LD-NOT指令開場操作。OR-LD指令獨立運用，后面沒有任何數(shù)據(jù)。0000LDX0000001ANDX0010002LDX0020003ANDX1030004OR-LD0005OUTY050第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.5 可編程序控制器7定時器指令PLC要務虛現(xiàn)與時間相關(guān)量的控制所設(shè)定的功能，相當于時間繼電器，也有線圈、常開觸點和常閉觸點。0000LDX0000001ANDX0010002TIM010003#01500004LDTIM010005OUTY050第三章 現(xiàn)代數(shù)控（CNC）系統(tǒng)3.5