數(shù)控系統(tǒng)與綜合連接

模塊1：數(shù)控系統(tǒng)與綜合連接

課題1數(shù)控系統(tǒng)與接口

本章內(nèi)容一、數(shù)控機(jī)床控制技術(shù)概述二、數(shù)控機(jī)床的組成一、數(shù)控機(jī)床概述1、什么叫數(shù)控機(jī)床？數(shù)控機(jī)床（NumericalControlMachineTools）是指采用數(shù)字形式信息控制的機(jī)床。詳言之，凡是用數(shù)字化的代碼將零件加工過(guò)程中所需的各種操作和步驟以及刀具與工件之間的相對(duì)位移量等記錄在程序介質(zhì)上，送入計(jì)算機(jī)或數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)過(guò)譯碼、運(yùn)算及處理，控制機(jī)床的刀具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，加工出所需要的工件的一類機(jī)床即為數(shù)控機(jī)床。

2、數(shù)控機(jī)床的三大控制對(duì)象（任務(wù)）(Controltasks)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：刀具或工作臺(tái)的位置及速度主運(yùn)動(dòng)：主軸無(wú)級(jí)調(diào)速輔助動(dòng)作：開(kāi)關(guān)動(dòng)作二、數(shù)控機(jī)床的組成1、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(dòng)裝置主軸驅(qū)動(dòng)裝置輔助控制裝置反饋裝置機(jī)床本體2、方塊圖（Blockdiagram）3、工作過(guò)程圖示（Illustration）4、工作過(guò)程描述(Description)數(shù)控機(jī)床進(jìn)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)控加工程序(編程)；并用適當(dāng)?shù)姆椒▽⒓庸こ绦蜉斎霐?shù)控系統(tǒng)（輸入）；數(shù)控系統(tǒng)對(duì)輸入的加工程序進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，輸出各種信息和指令，控制機(jī)床各部分按規(guī)定有序地動(dòng)作（數(shù)據(jù)處理）。這些信息和指令最基本的包括：各坐標(biāo)軸的進(jìn)給速度、進(jìn)給方向和進(jìn)給位移量，各狀態(tài)控制的I/O信號(hào)等。伺服系統(tǒng)的作用就是將進(jìn)給位移量等信息轉(zhuǎn)換成機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，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(jī)械運(yùn)動(dòng)（伺服輸出）；同時(shí)，位置反饋系統(tǒng)將機(jī)械運(yùn)動(dòng)的實(shí)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）?？傊瑪?shù)控機(jī)床的運(yùn)行在數(shù)控系統(tǒng)的控制下，處于不斷地計(jì)算、輸出、反饋等控制過(guò)程中，從而保證刀具和工件之間相對(duì)位置的準(zhǔn)確性。三、數(shù)控機(jī)床的各組成部分1、數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)連接示意圖2、各組成部分作用1）、加工程序(NCprogram)program 程序：用數(shù)控語(yǔ)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。2、輸入/輸出裝置(Input/Outputunit）早期：紙帶閱讀機(jī)/紙帶穿孔機(jī)現(xiàn)代：①直接由操作人員通過(guò)手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入（MDI）鍵盤(pán)輸入零件程序，并且通過(guò)CRT給操作者提供信息；②軟驅(qū)、FLASH卡、USB接口③采用通信方式進(jìn)行零件程序的輸入/輸出。3、數(shù)控裝置(CNCunit)

根據(jù)輸入的零件程序和操作指令進(jìn)行相應(yīng)的處理（如運(yùn)動(dòng)軌跡處理、機(jī)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(dòng)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(jì)算機(jī)，包括硬件和軟件，且已實(shí)現(xiàn)CNC單元LCD顯示器一體化。4、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(Servodrive)將位置指令轉(zhuǎn)換成坐標(biāo)軸的移動(dòng)5、主軸驅(qū)動(dòng)裝置

主軸驅(qū)動(dòng)是速度控制系統(tǒng)，通常的調(diào)速范圍為100：1。主軸驅(qū)動(dòng)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(bǔ)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(Miscellaneousunit)

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(dòng)或停止，刀具的選擇和更換，分度工作臺(tái)的轉(zhuǎn)位和鎖緊，工件的夾緊或松開(kāi)，切削液的開(kāi)或關(guān)等輔助操作的信號(hào)，經(jīng)功率放大直接驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的執(zhí)行元件，諸如接觸器、電磁閥等，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床在加工過(guò)程中的全部自動(dòng)操作。輔助裝置的功能通常用M代碼實(shí)現(xiàn)。7、反饋裝置(Feedbackunit)

今天絕大多數(shù)數(shù)控機(jī)床采用價(jià)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(cè)量軸運(yùn)動(dòng)的光電式測(cè)量裝置。

8、機(jī)床本體(Mechanicalpart)

立柱導(dǎo)軌工作臺(tái)主軸箱實(shí)例：FANUC0i系統(tǒng)的組成四、CNC系統(tǒng)的組成和接口（一）、CNC系統(tǒng)的基本組成1.組成部分CNC系統(tǒng)由數(shù)控程序、輸入裝置、輸出裝置、計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置（CNC裝置）、可編程邏輯控制器（PLC）、主軸驅(qū)動(dòng)裝置和進(jìn)給（伺服）驅(qū)動(dòng)裝置（包括檢測(cè)裝置）等組成。2.CN鵝C單元CNC借系統(tǒng)的粥核心是患CNC禍裝置，套由硬件毯和軟件睡組成，梯軟件在鴿硬件的貞支持下乒工作。1）硬壘件：微絡(luò)處理器蚊（CP倆U）、船存儲(chǔ)器內(nèi)（RO牲M，R艘AM）誤、輸入葵輸出（壞I/O址）接口嬸，數(shù)控渣專用接割口和部年件，即高位置控朵制器、盾紙帶閱川讀機(jī)接督口、手叨動(dòng)數(shù)據(jù)鑄輸入（皮MDI易）接口駐和顯示距（CR若T）接細(xì)口。2）C紹NC裝孟置的軟葛件：是劍為了實(shí)組現(xiàn)CN炕C系統(tǒng)豬各功能評(píng)而編制腐的專用部軟件，謝稱為系掠統(tǒng)軟件艇。在系第統(tǒng)軟件卷的控制區(qū)下，C胳NC裝藝置對(duì)輸增入的加戰(zhàn)工程序粗自動(dòng)進(jìn)冬行處理仇，并發(fā)夾出相應(yīng)始的控制方指令。姨系統(tǒng)軟乘件由管卻理軟件姐和控制嫂軟件兩羊部分組工成。3.數(shù)控按系統(tǒng)的工天作過(guò)程1）.錫數(shù)控裝置壇硬件構(gòu)成①CPU閉控制主款板：組成：迅部件1捉、2、明5、6塑、操作厭面板組導(dǎo)成；功能：纏CNC系需統(tǒng)核心，但完成工作塞管理（信瓜息輸入、偽I/O處舊理、顯示厭處理、故飯障診斷處店理）和控倆制（譯碼派、補(bǔ)償、電插補(bǔ)運(yùn)勉算、速度忍運(yùn)算、位對(duì)置運(yùn)算）家。②對(duì)外接口萌：XS2～識(shí)XS5：蔥外部通訊驅(qū)接口，XS6饑：遠(yuǎn)程愛(ài)擴(kuò)展接拉口，一妙般不使向用，XS8少：手輪腸（手搖聲脈沖發(fā)淋生器）變接口；XS9扮：主軸古驅(qū)動(dòng)器姑接口。③內(nèi)置非龍獨(dú)立式狡PLC孝（PM蜓C）部件4喜，數(shù)控黨系統(tǒng)第聽(tīng)二控制戲核心，務(wù)完成開(kāi)總關(guān)量、尿動(dòng)作量肥控制；對(duì)外接口滅：XS1暮0、X奏S11境：開(kāi)關(guān)勢(shì)量輸入明，XS2綱0、X動(dòng)S21卵：開(kāi)關(guān)氣量輸出吊。④位置控桐制板部件3，綠完成完成拍位置信號(hào)盜的處理（軋轉(zhuǎn)換、放義大等），對(duì)外接口離：XS4專0～X跑S43棍，外接谷4個(gè)數(shù)抵字式進(jìn)冤給驅(qū)動(dòng)釀單元。XS30～XS33澤，其它類貝型進(jìn)給驅(qū)迎動(dòng)單元接臥口。⑤強(qiáng)電接口泰板：部件奔6、8，嘗傳遞強(qiáng)電貿(mào)控制信號(hào)開(kāi)，對(duì)外接脆口XS1腦。⑥系統(tǒng)電帆源：部星件7，約維持系黨統(tǒng)供電騰。2）.哥外圍模塊①主軸驅(qū)穿動(dòng)單元：氏包括主軸容驅(qū)動(dòng)器和畜檢測(cè)反饋喚裝置。完昂成主軸電方機(jī)驅(qū)動(dòng)信吼號(hào)處理和叮傳遞。②進(jìn)給療驅(qū)動(dòng)單膽元：包糊括速度汁控制單引元和位結(jié)置、速斜度檢測(cè)匠反饋裝蘿置。完命成位置絡(luò)速度控爽制信號(hào)孟處理和日傳遞③手搖土脈沖發(fā)須生器（襯手輪）訓(xùn)：完成躬系統(tǒng)運(yùn)躺動(dòng)的手觸動(dòng)操作喂。④CR雖T顯示榨器：系茶統(tǒng)信息膏顯示。⑤外部拴輸入裝唯置：鍵知盤(pán)、軟邊驅(qū)、U篩SB接攀口、網(wǎng)軋絡(luò)接口椒、RS域232曉接口等亡。⑥I/憐O接口矮端子板違：對(duì)系煎統(tǒng)對(duì)外加接口進(jìn)能行分解副（轉(zhuǎn)接魂）。三H敬NC-2房誠(chéng)1系統(tǒng)電罰柜與電氣詢?cè)?.姐電柜結(jié)認(rèn)構(gòu)電氣控制財(cái)柜為了保厲證電柜的狗電磁一致昏性，采用姿0.8㎜蜓鋼板沖壓釣成形后焊風(fēng)接結(jié)構(gòu)。師內(nèi)部安裝錢板采用鍍挖鋅鋼板，艷以提高系局統(tǒng)的接地甲性能?？刂乒駜?nèi)緞各個(gè)部件樸按照強(qiáng)、棵弱電分開(kāi)陷安裝、布減線。進(jìn)給驅(qū)廚動(dòng)電動(dòng)掩機(jī)、主釘軸驅(qū)動(dòng)充電動(dòng)機(jī)娛的動(dòng)力蓋線和反全饋線直評(píng)接接入碧驅(qū)動(dòng)單戚元，不是經(jīng)過(guò)端叫子轉(zhuǎn)接宜。各位置竹反饋線洞、指令凱給定線福、通信貞線等弱角電信號(hào)句線采用磚雙絞雙需屏蔽電雙纜。開(kāi)關(guān)量端漿子板、編所碼盤(pán)反饋貫屏蔽電纜宇中電源線封采用多芯廈絞合共用醋，以提高刪信號(hào)電源瘦和這些部炕件的抗干散擾能力。各部件外械殼可靠接齊地；各結(jié)漆構(gòu)間可靠蔽接地、共棚地。2.電孔柜內(nèi)部組零成低壓電氣懷部分、接里線板、伺叮服驅(qū)動(dòng)部寄分，其它獸：包括通長(zhǎng)風(fēng)、冷卻勾、屏蔽、鉗安全保護(hù)凍等裝置。3.電江源單元結(jié)談構(gòu)（1）總紗電源AC3的80V虛三相四寬線制，聚頻率5單0Hz扔；電源奴線接入口總空氣位開(kāi)關(guān)和卡變壓器越輸入端叼前，三名相對(duì)地問(wèn)接高壓購(gòu)磁片電當(dāng)容（2憲000躬V），學(xué)以減少惱外界進(jìn)款入的干峽擾（如看脈沖、斜浪涌等們），并廣將每相南導(dǎo)線在脾鐵氧體園磁環(huán)上誤繞4～榆5圈，闊用于抑戴制快速昂瞬變脈頌沖串的狠干擾；絡(luò)接地端門使用車欄間總接醒地引出啟，接地孩電阻≤敵4Ω。（2）消系統(tǒng)供疾電CNC掩單元、慶伺服單奶元、控胞制電源姜均采用蜜開(kāi)關(guān)電況源供電五，在開(kāi)陳關(guān)電源匹進(jìn)線側(cè)醋使用低某通濾波凈器進(jìn)行拴隔離，橡減少工倉(cāng)頻電源睜的高頻仆干擾信條號(hào)；各碰電感負(fù)水載采用臉組容吸列收器R航C（滅償弧器）放吸收高探壓反電判動(dòng)勢(shì)，混抑制干悲擾信號(hào)垮。電源部分發(fā)的原理設(shè)桶計(jì)如下圖圖中QF抓0～QF促4為三相液空氣開(kāi)關(guān)巡壽，QF5好～QF1慨0為單相什空氣開(kāi)關(guān)察；KM1～旬KM6為撈三相交流旗接觸器；RC1牢～RC哄4為三五相滅弧手器，R碑C5～個(gè)RC1落0為單總相滅弧莖器；KA1～烘KA8為牛直流24搬V繼電器拉。四尼HNC躁-21肢系統(tǒng)的刻接口1.C枝NC裝妖置對(duì)外描接口2.接口尚類型：串連接桶口可分項(xiàng)為9針是、15嘩針與2尋5針三零種。9糞針的串伴口一般病連接串兵連插口慕，如步冊(cè)進(jìn)電機(jī)機(jī)驅(qū)動(dòng)器絕的連接筒；而1禮5針串似口就多換了六個(gè)血串口連套接脈沖艱信號(hào)，喊如進(jìn)給圾伺服驅(qū)潑動(dòng)器的幻玉連接；意25針姻一般是愧用在輸誕入/輸離出接口國(guó)，除了竟電源串鍋口外，燃其余串杠口作為濾輸入/品輸出開(kāi)鋤關(guān)量的辜串口。XS1XS5—希RS23怕23.開(kāi)關(guān)量忘接線端鉤子板1）開(kāi)屢關(guān)量輸朽入端子頁(yè)板結(jié)構(gòu)2）輸出星端子板3）繼撤電器板謝謝觀竟看/歡