計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)(2)(已修改)
2025-05-26 16:15 本頁(yè)面
【正文】 第二章 計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng) ? 第一節(jié) 概 述 ? 第二節(jié) CNC的結(jié)構(gòu) ? 第三節(jié) CNC的信息處理過(guò)程 ? 第四節(jié) PLC與數(shù)控機(jī)床的輔助功能 ? 思考題 ? 第五節(jié) FANUC數(shù)控系統(tǒng) ? 第六節(jié) 開(kāi)放式 CNC 第一節(jié) 概 述 ? 一、 CNC數(shù)控機(jī)床 ? CNC是數(shù)控機(jī)床的核心。 ? CNC數(shù)控機(jī)床由以下幾部分組成：加工程序、輸入 /輸出設(shè)備、 CNC裝置、可編程控制器（ PLC）、主軸驅(qū)動(dòng)裝置、進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置和機(jī)床。 CNC數(shù)控機(jī)床的組成框圖 加工程序 輸入 /輸出 設(shè)備 C N C 裝 置 可編程 控制器 主軸驅(qū) 動(dòng)裝置 進(jìn)給驅(qū) 動(dòng)裝置 機(jī) 床 機(jī)床 I/O 電路和裝置測(cè)量裝置主軸驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置主軸伺服單元進(jìn)給伺服單元計(jì)算機(jī)數(shù) 控裝 置操作面板 PL C計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)機(jī) 床輔助控制機(jī)構(gòu)進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)鍵盤(pán)輸入輸出設(shè)備 CNC數(shù)控機(jī)床的組成 二、 CNC的組成 ? 從自動(dòng)控制的角度來(lái)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(yùn)動(dòng)軸 )的位移量、速度為控制對(duì)象并使其協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，是一種配有專(zhuān)用操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。 ? 從外部特征來(lái)看， CNC系統(tǒng)是由 硬件（通用硬件和專(zhuān)用硬件）和軟件（專(zhuān)用） 兩大部分組成的。 它們二者是相互支持，不可分割的。 CNC的工作是在硬件的支持下，由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)部分或大部分?jǐn)?shù)控功能。 ? 硬件是基礎(chǔ)，軟件是靈魂。 CNC系統(tǒng)平臺(tái) 硬 件 操作系統(tǒng) 管理軟件 應(yīng)用軟件 控制軟件 數(shù)控加工程序 接 口 被控設(shè)備 機(jī) 床 機(jī)器人 測(cè)量機(jī) ...... CNC裝置的組成 硬 件操作系統(tǒng)管理軟件應(yīng)用軟件 控制軟件數(shù)控加工程序接 口被控設(shè)備機(jī) 床硬 件操作系統(tǒng)管理軟件應(yīng)用軟件 控制軟件數(shù)控加工程序接 口被控設(shè)備機(jī) 床硬件操作系統(tǒng)管理軟件應(yīng)用軟件 控制軟件數(shù)控加工程序接 口被控設(shè)備機(jī) 床? 該平臺(tái)有以下兩方面的含義： ? 提供 CNC系統(tǒng)基本配置的必備功能； ? 在平臺(tái)上可以根據(jù)用戶(hù)的要求進(jìn)行功能設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)。 CNC裝置的組成 CNC的硬件系統(tǒng)組成框圖 CPU ROM RAM IN接口 OUT接口 閱讀機(jī) 接口 MDI/CRT 接口 位置 控制 其它 接口 總線 CNC的軟件系統(tǒng)組成框圖 系統(tǒng)軟件 管理軟件 程 序 輸 入 輸 出 顯 示 診 斷 控制軟件 刀 具 補(bǔ) 償 速 度 控 制 插 補(bǔ) 運(yùn) 算 位 置 控 制 譯 碼 三、 CNC的工作過(guò)程 ? 工作過(guò)程 就是指在硬件的支持下，軟件完成控制功能的過(guò)程。 ? 包括： ? 1．加工程序的輸入 ? 2．譯碼 ? 3．刀具補(bǔ)償 ? 4．對(duì)進(jìn)給速度進(jìn)行處理 ? 5．插補(bǔ) ?6．位置處理 ?7．Ｉ /Ｏ處理 ?8．顯示 ?9．診斷 CNC單元 四、 CNC的功能 ? CNC裝置的功能是指滿足用戶(hù)操作和機(jī)床控制要求的方法和手段。數(shù)控裝置的功能包括基本功能和選擇功能。 ? 基本功能 ——數(shù)控系統(tǒng)基本配置的功能 ， 即必備功能； ?選擇功能 ——用戶(hù)可根據(jù)實(shí)際要求選擇的功能 。 1．對(duì)軸數(shù)的控制功能 ? 控制功能 ? —— CNC能 控制 和能 聯(lián)動(dòng)控制 的進(jìn)給軸數(shù)。 ? CNC的進(jìn)給軸分類(lèi)： ? 移動(dòng)軸（ X、 Y、 Z）和回轉(zhuǎn)軸（ A、 B、C）； ? 基本軸和附加軸（ U、 V、 W）。 ? 聯(lián)動(dòng)控制軸數(shù)越多， CNC系統(tǒng)就越復(fù)雜，編程也越困難。 2．點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)與移動(dòng)功能 (G功能 ) 準(zhǔn)備功能 （ G功能 ） —— 指令機(jī)床動(dòng)作方式的功能 。 如：基本移動(dòng) 、 程序暫停 、 平面選擇 、 坐標(biāo)設(shè)定 、 刀具補(bǔ)償 、 基準(zhǔn)點(diǎn)返回和固定循環(huán)等 。 3．插補(bǔ)功能 ? 插補(bǔ)功能 ? —— 插補(bǔ)功能 是數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)零件輪廓 (平面或空間 )加工軌跡運(yùn)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(shí)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。 5．進(jìn)給功能 (F功能 ) ? 進(jìn)給功能 ? —— 進(jìn)給速度的控制功能。 ? 進(jìn)給速度 —— 控制刀具相對(duì)工件的運(yùn)動(dòng)速度 ， 單位為 mm/min。 ? 同步進(jìn)給速度 —— 實(shí)現(xiàn)切削速度和進(jìn)給速度的同步 ，單位為 mm/r。 ? 快速進(jìn)給速度 —— 一般為進(jìn)給速度的最高速度 ， 它通過(guò)參數(shù)設(shè)定 ， 用 G00指令執(zhí)行快速 。 ? 進(jìn)給倍率 （ 進(jìn)給修調(diào)率 ） ——人工實(shí)時(shí)修調(diào)預(yù)先給定的進(jìn)給速度 。 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(diǎn)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 ——主軸周向任意位置控制的功能。 ? 主軸修調(diào)率 ——人工實(shí)時(shí)修調(diào)預(yù)先設(shè)定的主軸轉(zhuǎn)速。 7．刀具功能及工作臺(tái)分度功能 ? 刀具管理功能 ? ——實(shí)現(xiàn)對(duì)刀具幾何尺寸和壽命的管理功能。 ? 刀具幾何尺寸 （ 半徑和長(zhǎng)度 ） ， 供刀具補(bǔ)償功能使用； ? 刀具壽命是指時(shí)間壽命 ， 當(dāng)?shù)毒邏勖狡跁r(shí) ，CNC系統(tǒng)將提示用戶(hù)更換刀具； ? CNC系統(tǒng)都具有刀具號(hào) （ T） 管理功能 ， 用于標(biāo)識(shí)刀庫(kù)中的刀具和自動(dòng)選擇加工刀具 。 8．輔助功能 (M功能 ) ?
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