數(shù)控系統(tǒng)組成及工作過程ppt課件

1、典型數(shù)控系統(tǒng)與原理典型數(shù)控系統(tǒng)與原理1;.第一章第一章 緒論緒論1.1數(shù)控系統(tǒng)組成及任務(wù)過程數(shù)控系統(tǒng)組成及任務(wù)過程一根本概念一根本概念1數(shù)字控制數(shù)字控制NC，Numerical Control簡稱數(shù)控，是指利用數(shù)字簡稱數(shù)控，是指利用數(shù)字 化的代碼構(gòu)成化的代碼構(gòu)成的程序?qū)刂茖ο蟮娜蝿?wù)過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的程序?qū)刂茖ο蟮娜蝿?wù)過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的一種方法?？刂频囊环N方法。2. 數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)NCS，Numerical Control System是指利用數(shù)字是指利用數(shù)字 控制技術(shù)實(shí)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。自動(dòng)控制系統(tǒng)。CNC系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)承當(dāng)數(shù)控中的命令發(fā)生系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)承當(dāng)數(shù)控中的命令發(fā)生器和

2、控制器的數(shù)控系統(tǒng)。器和控制器的數(shù)控系統(tǒng)。2;.3. 數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床CNC Machine Tool配備了數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床稱之為數(shù)控機(jī)床。配備了數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床稱之為數(shù)控機(jī)床。二數(shù)控系統(tǒng)的組成和任務(wù)過程二數(shù)控系統(tǒng)的組成和任務(wù)過程1. 數(shù)控機(jī)床的組成數(shù)控機(jī)床的組成數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)機(jī)床本體機(jī)床本體2. 數(shù)控系統(tǒng)組成數(shù)控系統(tǒng)組成由輸入由輸入/輸出安裝、數(shù)控安裝、伺服驅(qū)動(dòng)輸出安裝、數(shù)控安裝、伺服驅(qū)動(dòng)安裝和輔助安裝組成安裝和輔助安裝組成 3數(shù)控系統(tǒng)分硬件數(shù)控系統(tǒng)和軟件數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)分硬件數(shù)控系統(tǒng)和軟件數(shù)控系統(tǒng)，即即CNC系統(tǒng)。系統(tǒng)。1輸入輸入/輸出安裝輸出安裝輸入安裝：操作人員向機(jī)床數(shù)控

3、安裝輸入操作命令，如鍵盤、控制介質(zhì)、磁盤、輸入安裝：操作人員向機(jī)床數(shù)控安裝輸入操作命令，如鍵盤、控制介質(zhì)、磁盤、串行通訊方式等。串行通訊方式等。 輸出安裝：數(shù)控安裝要為操作人員顯示必要的信息，如坐標(biāo)值、加工程序、報(bào)輸出安裝：數(shù)控安裝要為操作人員顯示必要的信息，如坐標(biāo)值、加工程序、報(bào)警信號等，如顯示器。警信號等，如顯示器。42數(shù)控安裝中心數(shù)控安裝中心將輸入安裝傳送的數(shù)控加工程序，經(jīng)數(shù)控安裝系統(tǒng)軟件進(jìn)展譯碼、插補(bǔ)運(yùn)算和速度將輸入安裝傳送的數(shù)控加工程序，經(jīng)數(shù)控安裝系統(tǒng)軟件進(jìn)展譯碼、插補(bǔ)運(yùn)算和速度預(yù)處置，產(chǎn)生位置和速度指令以及輔助控制功能信息等。預(yù)處置，產(chǎn)生位置和速度指令以及輔助控制功能信息等。幾何數(shù)

4、據(jù)：刀具相對于工件運(yùn)動(dòng)途徑的數(shù)據(jù)幾何數(shù)據(jù)：刀具相對于工件運(yùn)動(dòng)途徑的數(shù)據(jù)工藝數(shù)據(jù)：主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度工藝數(shù)據(jù)：主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度開關(guān)功能：冷卻液開開關(guān)功能：冷卻液開/關(guān)等關(guān)等53伺服驅(qū)動(dòng)安裝伺服驅(qū)動(dòng)安裝包括主軸伺服驅(qū)動(dòng)安裝和進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)安裝，伺服驅(qū)動(dòng)安裝由驅(qū)動(dòng)電路和伺服電動(dòng)機(jī)包括主軸伺服驅(qū)動(dòng)安裝和進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)安裝，伺服驅(qū)動(dòng)安裝由驅(qū)動(dòng)電路和伺服電動(dòng)機(jī)組成，并與機(jī)床上的機(jī)械傳動(dòng)部件組成數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)和進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)。組成，并與機(jī)床上的機(jī)械傳動(dòng)部件組成數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)和進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)。主軸伺服驅(qū)動(dòng)安裝接受來自主軸伺服驅(qū)動(dòng)安裝接受來自PLC的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速指令，經(jīng)過功率放大后驅(qū)動(dòng)主軸電動(dòng)的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速指

5、令，經(jīng)過功率放大后驅(qū)動(dòng)主軸電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)安裝在每個(gè)插補(bǔ)周期內(nèi)接受數(shù)控安裝的位移指令，經(jīng)過功率放大后驅(qū)進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)安裝在每個(gè)插補(bǔ)周期內(nèi)接受數(shù)控安裝的位移指令，經(jīng)過功率放大后驅(qū)動(dòng)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)完成速度控制和反響控制功能。動(dòng)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)完成速度控制和反響控制功能。6根據(jù)電機(jī)不同，伺服驅(qū)動(dòng)安裝的控制根據(jù)電機(jī)不同，伺服驅(qū)動(dòng)安裝的控制對象有：對象有：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)直流伺服電動(dòng)機(jī)直流伺服電動(dòng)機(jī)交流伺服電動(dòng)機(jī)交流伺服電動(dòng)機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)安裝分為：伺服驅(qū)動(dòng)安裝分為：開環(huán)開環(huán)半閉環(huán)半閉環(huán)閉環(huán)閉環(huán)74輔助控制安裝輔助控制安裝介于數(shù)控安裝和機(jī)床機(jī)械、液壓部件之間的控制安裝，經(jīng)過介于數(shù)控

6、安裝和機(jī)床機(jī)械、液壓部件之間的控制安裝，經(jīng)過PLC實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)。PLC主要完成與邏輯運(yùn)算有關(guān)的動(dòng)作；接受來自機(jī)床操作面板和數(shù)控安裝的主要完成與邏輯運(yùn)算有關(guān)的動(dòng)作；接受來自機(jī)床操作面板和數(shù)控安裝的指令；一方面經(jīng)過接口電路直接控制機(jī)床動(dòng)作，另一方面經(jīng)過伺服驅(qū)動(dòng)安裝控指令；一方面經(jīng)過接口電路直接控制機(jī)床動(dòng)作，另一方面經(jīng)過伺服驅(qū)動(dòng)安裝控制主軸電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。制主軸電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。數(shù)控安裝主要完成與數(shù)字運(yùn)算和程序管理等有關(guān)的功能。數(shù)控安裝主要完成與數(shù)字運(yùn)算和程序管理等有關(guān)的功能。85位置檢測安裝位置檢測安裝位置檢測安裝與伺服驅(qū)動(dòng)安裝配套組成半閉環(huán)和閉環(huán)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。經(jīng)過直接或位置檢測安裝與伺服驅(qū)動(dòng)安裝配套組成半閉

7、環(huán)和閉環(huán)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。經(jīng)過直接或間接丈量執(zhí)行部件的實(shí)踐進(jìn)給位移量檢測出來，反響到數(shù)控安裝并與指令實(shí)際間接丈量執(zhí)行部件的實(shí)踐進(jìn)給位移量檢測出來，反響到數(shù)控安裝并與指令實(shí)際位移量進(jìn)展比較，將其誤差轉(zhuǎn)換放大后控制執(zhí)行部件的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，以提高系統(tǒng)精位移量進(jìn)展比較，將其誤差轉(zhuǎn)換放大后控制執(zhí)行部件的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，以提高系統(tǒng)精度。度。93.數(shù)控系統(tǒng)的主要任務(wù)過程數(shù)控系統(tǒng)的主要任務(wù)過程1 正常任務(wù)前的預(yù)備任務(wù)正常任務(wù)前的預(yù)備任務(wù)2 零件加工控制信息的輸入零件加工控制信息的輸入3 數(shù)控加工程序的譯碼和預(yù)處置數(shù)控加工程序的譯碼和預(yù)處置4 插補(bǔ)計(jì)算插補(bǔ)計(jì)算5 位置控制位置控制101. 點(diǎn)位控制系統(tǒng)點(diǎn)位控制系統(tǒng) 控制機(jī)床運(yùn)

8、動(dòng)部件從一點(diǎn)準(zhǔn)確的挪動(dòng)到另一點(diǎn)，挪動(dòng)過程中不進(jìn)展加工，對運(yùn)控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件從一點(diǎn)準(zhǔn)確的挪動(dòng)到另一點(diǎn)，挪動(dòng)過程中不進(jìn)展加工，對運(yùn)動(dòng)部件的挪動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)軌跡沒有嚴(yán)厲要求，如數(shù)控鉆床、沖床、鏜床、數(shù)控丈動(dòng)部件的挪動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)軌跡沒有嚴(yán)厲要求，如數(shù)控鉆床、沖床、鏜床、數(shù)控丈量機(jī)等。量機(jī)等。一按運(yùn)動(dòng)軌跡分類一按運(yùn)動(dòng)軌跡分類1.2數(shù)控系統(tǒng)分類數(shù)控系統(tǒng)分類112. 直線控制系統(tǒng)直線控制系統(tǒng)控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件從一點(diǎn)準(zhǔn)確的定位到另一點(diǎn)后，還要控制兩相關(guān)點(diǎn)之間的挪動(dòng)控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件從一點(diǎn)準(zhǔn)確的定位到另一點(diǎn)后，還要控制兩相關(guān)點(diǎn)之間的挪動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)軌跡，如數(shù)控車床、數(shù)控銑床。速度和運(yùn)動(dòng)軌跡，如數(shù)控車床、數(shù)控銑床。3.

9、輪廓控制系統(tǒng)輪廓控制系統(tǒng)對兩個(gè)以上機(jī)床坐標(biāo)軸的挪動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)軌跡同時(shí)進(jìn)展延續(xù)相關(guān)的控制。對兩個(gè)以上機(jī)床坐標(biāo)軸的挪動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)軌跡同時(shí)進(jìn)展延續(xù)相關(guān)的控制。121. 開環(huán)控制系統(tǒng)開環(huán)控制系統(tǒng) 沒有任何檢測反響安裝沒有任何檢測反響安裝,CNC安裝發(fā)出的指令信號經(jīng)過驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)展功率放大后，安裝發(fā)出的指令信號經(jīng)過驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)展功率放大后，經(jīng)過步進(jìn)電機(jī)帶開任務(wù)臺挪動(dòng)，信號的傳輸時(shí)一方向的，機(jī)床任務(wù)臺的位移量、速經(jīng)過步進(jìn)電機(jī)帶開任務(wù)臺挪動(dòng)，信號的傳輸時(shí)一方向的，機(jī)床任務(wù)臺的位移量、速度和方向取決于進(jìn)給脈沖個(gè)數(shù)、頻率和通電方式。度和方向取決于進(jìn)給脈沖個(gè)數(shù)、頻率和通電方式。二按伺服系統(tǒng)分類二按伺服系統(tǒng)分類13任務(wù)

10、臺任務(wù)臺數(shù)控?cái)?shù)控安裝安裝進(jìn)給進(jìn)給脈沖脈沖步進(jìn)電步進(jìn)電機(jī)功率機(jī)功率放大器放大器步進(jìn)步進(jìn)電機(jī)電機(jī)齒輪副齒輪副圖圖1-2 開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)表示圖開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)表示圖特點(diǎn)：控制簡單、穩(wěn)定性好、控制精度低特點(diǎn)：控制簡單、穩(wěn)定性好、控制精度低 142. 半閉環(huán)控制系統(tǒng)半閉環(huán)控制系統(tǒng)采用角位移檢測安裝，安裝在伺服電動(dòng)機(jī)軸或滾珠絲杠端部，用來檢測采用角位移檢測安裝，安裝在伺服電動(dòng)機(jī)軸或滾珠絲杠端部，用來檢測伺服電動(dòng)機(jī)或絲杠的轉(zhuǎn)角，推算出任務(wù)臺的實(shí)踐位移量，反響到伺服電動(dòng)機(jī)或絲杠的轉(zhuǎn)角，推算出任務(wù)臺的實(shí)踐位移量，反響到CNC安裝的安裝的比較器中，與程序指令值進(jìn)展比較，用差值進(jìn)展控制，直到差值為零，任務(wù)比較器中，與程序

11、指令值進(jìn)展比較，用差值進(jìn)展控制，直到差值為零，任務(wù)臺和絲杠螺母副的呵斥的誤差不能消除。臺和絲杠螺母副的呵斥的誤差不能消除。15數(shù)控?cái)?shù)控安裝安裝進(jìn)給進(jìn)給脈沖脈沖伺服伺服放大器放大器任務(wù)臺任務(wù)臺伺服伺服電機(jī)電機(jī)齒輪副齒輪副位置檢位置檢測安裝測安裝反響反響脈沖脈沖圖圖1-3 半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)表示圖半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)表示圖特點(diǎn)：控制穩(wěn)定性較好，控制精度較高特點(diǎn)：控制穩(wěn)定性較好，控制精度較高163. 閉環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)采用直線位移檢測安裝，安裝在機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件或任務(wù)臺上，將檢測到的采用直線位移檢測安裝，安裝在機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件或任務(wù)臺上，將檢測到的實(shí)踐位移指令反響到實(shí)踐位移指令反響到CNC安裝的比較器中，用程序

12、指令進(jìn)展比較，用差安裝的比較器中，用程序指令進(jìn)展比較，用差值進(jìn)展控制，直到差值為零，可以消除任務(wù)臺和機(jī)床的機(jī)械傳動(dòng)鏈呵斥的值進(jìn)展控制，直到差值為零，可以消除任務(wù)臺和機(jī)床的機(jī)械傳動(dòng)鏈呵斥的誤差。誤差。17數(shù)控?cái)?shù)控安裝安裝進(jìn)給進(jìn)給脈沖脈沖伺服伺服放大器放大器任務(wù)臺任務(wù)臺伺服伺服電機(jī)電機(jī)齒輪副齒輪副位置檢位置檢測安裝測安裝反響反響脈沖脈沖圖圖1-4 閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)表示圖閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)表示圖特點(diǎn)：控制穩(wěn)定性差、控制精度高特點(diǎn)：控制穩(wěn)定性差、控制精度高 181. 通用型數(shù)控系統(tǒng)通用型數(shù)控系統(tǒng)2. 公用型數(shù)控系統(tǒng)公用型數(shù)控系統(tǒng)三按制造方式分類三按制造方式分類1. 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)2. 普及型數(shù)控系統(tǒng)普及型數(shù)控系統(tǒng)3. 高級型數(shù)控系統(tǒng)高級型數(shù)控系統(tǒng)四按功能程度分類