米乐棋牌:数控(CNC)系统


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  系统是一种程序控制系统,它能逻辑地处理输入到系统中的数控加工程序,控制数字控制机床运动并加工出零件。

  图1所示为数控系统的基本组成。它由输入输出装置、计算机数控(Computer Numerical Control,CNC)装置、可编程控制器(Programmable Logic Control, PLC)、主轴伺服驱动装置和进给伺服驱动装置以及检测装置等组成。

  CNC装置是数控系统的核心。在一般的数控工艺流程中,首先启动CNC装置,在CNC内部控制系统软件的作用下,通过输入装置或输入接口读入零件的数控加工程序,并存放到CNC装置的程序存储器内。开始加工时,在控制软件作用下,将数控加工程序从存储器中读出,按程序段做处理,先进行译码处理,将零件数控加工程序转换成计算机能处理的内部形式,将程序段的内容分成位置数据和控制指令,并存放到相应的存储区域,最后依据数据和指令的性质进行各种流程处理,完成数控加工的各项功能。

  CNC装置通过编译和执行内存中的数控加工程序来实现多种功能。CNC装置一般具有以下基本功能:坐标控制(XYZAB代码)功能、主轴转速(S代码)功能、准备功能(G代码)、辅助功能(M代码)、刀具(T代码)功能、进给(F代码)功能,以及插补功能、自诊断功能等。有些功能能根据机床的特点和用途做出合理的选择,如固定循环功能、刀具半径补偿功能、通信功能、特殊的准备功能(G代码)、人机对话编程功能、图形显示功能等。不一样、不同档次的数控机床,其CNC装置的功能有很大的不同。CNC系统制造厂商或供应商会向用户更好的提供详细的CNC功能和各功能的具体说明书。

  伺服驱动装置又称伺服系统,它是CNC装置和机床本体的联系环节,它把来自CNC装置的微弱指令信号通过调解、转换、放大后驱动伺服电机,通过执行部件驱动机床运动,使工作台精确定位或使刀具与工件按规定的轨迹作相对运动,最后加工出符合图纸要求的零件。数字控制机床的伺服驱动装置分为主轴驱动单元(主要是转速控制)、进给驱动单元(包括位移和速度控制)、回转工作台和刀库伺服控制装置以及它们相应的伺服电机等。伺服系统分为步进电机伺服系统、直流伺服系统、交流伺服系统、直线伺服系统。步进电机伺服系统最简单,价格又低廉,所以在经济型数控车床、数控铣床、数控线切割中仍有使用;直流伺服系统从20世纪70年代到80年代中期,在数字控制机床上获得了广泛的应用。但由于直流伺服系统用机械(电刷、换向器)换向,维护工作量大。20世纪80年代后,由于交流伺服电机的材料、结构、控制理论和方法均有突破性的进展,电力电子器件的发展又为操控方法的实现创造了条件,使得交流伺服电机驱动装置发展非常迅速,目前正在取代直流伺服系统。该系统的最大优点是电机结构相对比较简单、不要维护、适合于在恶劣环境下工作。此外,交流伺服电机还具有动态响应好、转速高和容量大等优点。当今,在交流伺服系统中,除了驱动级外,电流环、速度环和位置环可以全部采用数字化控制。伺服系统的控制模型、数控功能、静动态补偿、前馈控制、最优控制、自学习功能等均由微处理器及其控制系统软件高速实时地实现,使得其性能更优越,已达到和超过直流伺服系统。直线伺服系统是一种新型高速、高精度的伺服机构,已开始在数字控制机床中使用。

  测量反馈装置大多数都用在闭环和半闭环系统。检测装置检测出实际的位移量,反馈给CNC装置中的比较器,与CNC装置发出的指令信号比较,如果有差值,就发出运动控制信号,控制数字控制机床移动部件向消除该差值的方向挪动。不断比较指令信号与反馈信号,接着进行控制,直到差值为0,运动停止。

  常用检测装置有旋转变压器、编码器、感应同步器、光栅、磁栅、霍尔检测元件等。

  在数控系统中除了进行轮廓轨迹控制和点位控制外,还应控制一些开关量,如主轴的启动与停止、冷却液的开与关、刀具的更换、工作台的夹紧与松开等,主要由可编程控制器来完成。