數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及維修(已修改)
2025-05-11 08:38 本頁面
【正文】 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)及維修 2022/5/27 1 第二章 數(shù)控機(jī)床 數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與維修 天津工程師范學(xué)院 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)及維修 2022/5/27 2 數(shù)控系統(tǒng)組成與原理 數(shù)控系統(tǒng)硬件 數(shù)控系統(tǒng)軟件 可編程控制器 (PLC) 數(shù)控機(jī)床檢測裝置 伺服驅(qū)動系統(tǒng) 數(shù)控系統(tǒng)診斷技術(shù)及維修 第二章數(shù)控機(jī)床數(shù)控系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)與維修 數(shù)控系統(tǒng)組成與原理 一 、 CNC系統(tǒng)組成 1． 操作面板 2． 輸入／輸出裝置 3． 計算機(jī)數(shù)控裝置 (CNC裝置 ) 4． 伺服單元 5． 驅(qū)動裝置 6． 可編程邏輯控制器 (PLC) 第二章 機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與維修 4 機(jī)床 I/O電路和裝置 主軸驅(qū)動裝置 進(jìn)給驅(qū)動裝置 主軸伺服單元 進(jìn)給伺服單元 機(jī) 床 主 進(jìn) 輔 運(yùn) 給 助 動 傳 控 機(jī) 動 制 構(gòu) 機(jī) 機(jī) 構(gòu) 構(gòu) PLC 測量裝置 計算機(jī) 數(shù)控 裝置 操作面板 輸入輸出 裝置 鍵盤 圖 21 計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的組成框圖 5 6 二、 CNC系統(tǒng)的基本原理 ? CNC系統(tǒng)的生產(chǎn)廠家編制好 CNC控制軟件 (也稱為系統(tǒng)程序 )后，要把它固化在ROM(EPROM)中，系統(tǒng)接上電源后即自動由 CPU按照此固化的程序運(yùn)行。使用 CNC機(jī)床加工時，首先要編制好零件程序，而零件程序的解釋與具體執(zhí)行則要由系統(tǒng)程序來完成。 7 CNC的控制軟件主要完成如下基本任務(wù) ① 系統(tǒng)管理 。 ② 操作指令處理 。 ③ 零件程序的編輯 。 ④ 零件程序的輸入 、 解釋與執(zhí)行 。 ⑤ 系統(tǒng)狀態(tài)顯示 。 ⑥ 手動數(shù)據(jù)輸入 MDI。 ⑦ 故障報警和診斷 。 8 9 三、 計算機(jī)數(shù)控裝置的接口 ? 計算機(jī)數(shù)控裝置 (以下簡稱數(shù)控裝置 )的接口是數(shù)控裝置與數(shù)控系統(tǒng)的功能部件 (主軸模塊、進(jìn)給伺服模塊、 PLC模塊等 )和機(jī)床進(jìn)行信息傳遞、交換和控制的端口，稱之為接口。 10 接口電路的主要任務(wù)： ? (1)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換和功率放大。 ? (2)提高數(shù)控裝置的抗干擾性能，防止外界的電磁干擾噪聲引起誤動作。 ? (3)輸入接口接收機(jī)床操作面板的各開關(guān)信號、按鈕信號，機(jī)床上的各種限位開關(guān)信號以及數(shù)控系統(tǒng)各個功能模塊的運(yùn)行狀態(tài)信號，若輸入的是觸點(diǎn)輸入信號，要消除其振動。 ? (4)輸出接口是將各種機(jī)床工作狀態(tài)燈的信息送至機(jī)床操作面板上顯示，將控制機(jī)床輔助動作信號送至電柜，從而控制機(jī)床主軸單元、刀庫單元、液壓單元、冷卻單元等的繼電觸器。 11 數(shù)控系統(tǒng)硬件 ? 一、 CNC的硬件構(gòu)成 ? 計算機(jī)部分 ? 電源部分 ? 面板接口和顯示接口 ? 開關(guān)量 I/O接口 ? 內(nèi)裝型 PLC部分 ? 伺服輸出和位置反饋接口 ? 主軸控制接口 ? 外設(shè)接口 12 二、 CNC的體系結(jié)構(gòu) ? CNC裝置從所使用的計算機(jī)類型來看，有專用計算機(jī)數(shù)控裝置 (簡稱專機(jī)數(shù)控 )和通用個人計算機(jī)數(shù)控裝置 (簡稱 PC數(shù)控 )兩種結(jié)構(gòu)。 ? 1．專用計算機(jī)組成的數(shù)控體系結(jié)構(gòu) ? 專用計算機(jī)數(shù)控按組成 CNC裝置的電路板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為大板式結(jié)構(gòu)和模塊化結(jié)構(gòu)兩類，按 CNC裝置內(nèi)的微處理器 (CPU)數(shù)量可分為單微處理器和多微處理器結(jié)構(gòu)兩類。 13 14 單微處理器結(jié)構(gòu)具有如下特點(diǎn) 。 ① 結(jié)構(gòu)簡單 ， 容易實(shí)現(xiàn) 。 ② 處理器通過總線與各個控制單元相連 ， 完成信息交換 。 ③ 由于只用一個微處理器來集中控制 ， 其功 能受到微處理器字長 、 數(shù)據(jù)寬度 、 尋址功能和運(yùn)算速度等因素的限制；由于插補(bǔ)等功能由軟件來實(shí)現(xiàn) ， 因此 ， 數(shù)控功能的實(shí)現(xiàn)與處理速度成為一對矛盾 。 15 16 17 2．開放式數(shù)控體系結(jié)構(gòu) ? 特點(diǎn) ： ? ① 以分布式控制的原則 ， 采用系統(tǒng) 、 子系統(tǒng)和模塊分級式的控制結(jié)構(gòu) 。 ? ② 根據(jù)需要可實(shí)現(xiàn)重構(gòu) 、 編輯 ， 以便實(shí)現(xiàn)多種用途 。 在開放式體系結(jié)構(gòu)中 ， 各模塊相互獨(dú)立 ， 在此平臺上 ， 系統(tǒng)生產(chǎn)廠 、 機(jī)床廠及最 ? 終用戶都可很容易地把一些專用功能和其他有個性的模塊加入其中 。 ? ③ 要具有一種較好的通信和接口協(xié)議 ， 以便各相對獨(dú)立的功能模塊通過通信實(shí)現(xiàn)信息交換 ， 通過信息交換來滿足實(shí)時控制的要求 。 18 3．通用 PC組成的數(shù)控體系結(jié)構(gòu) ? 基于通用 PC的數(shù)控系統(tǒng)可以充分利用 PC的軟硬件資源，減輕設(shè)計任務(wù)；可充分利
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