計算機數(shù)控系統(tǒng)(5)(已修改)
2025-05-14 05:40 本頁面
【正文】 1 第二章 計算機數(shù)控系統(tǒng) 認識計算機數(shù)控系統(tǒng)的工作過程 計算機數(shù)控系統(tǒng)的基本組成及其功能 CNC系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) CNC系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu) 數(shù)控系統(tǒng)的插補原理 輔助功能與 PLC 2 第二章 計算機數(shù)控系統(tǒng) ? 1949年美國 Parsons公司首先提出了機床數(shù)字控制的概念， 1952年美國麻省理工學(xué)院研制出了基于電子管和繼電器的機床數(shù)字控制裝置，用于控制銑床系統(tǒng)，它標志著第一代數(shù)控機床 電子管數(shù)控機床 的誕生。 ? 20世紀 50年代末，第二代數(shù)控機床 晶體管數(shù)控機床 被研制成功。 ?隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展， 1965年出現(xiàn)了第三代數(shù)控機床 小規(guī)模集成電路數(shù)控機床 。 ?以上為數(shù)控機床發(fā)展的第一階段，稱為 NC階段 ，其特點是數(shù)控系統(tǒng)的所有功能均由硬件來實現(xiàn)，又稱為硬件數(shù)控。 3 第二章 計算機數(shù)控系統(tǒng) ? 1970年小型計算機開始用于數(shù)控機床，數(shù)控機床的發(fā)展由此進入第二階段，即 CNC（計算機數(shù)字控制）階段 ，這是 第四代 數(shù)控機床。 ? 1974年微處理器開始用于數(shù)控機床，數(shù)控機床發(fā)展到了第五代 ，數(shù)控機床從性能到可靠性均得到了很大的提高。 ?從 20世紀 90年代開始， PC機的發(fā)展日新月異，基于 PC平臺的數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)運而生，使數(shù)控機床發(fā)展到了 第六代 。 4 認識計算機數(shù)控系統(tǒng)的工作過程 數(shù)控車床的計算機數(shù)控系統(tǒng) 5 FANUC0iB數(shù)控系統(tǒng) 6 認識計算機數(shù)控系統(tǒng)的工作過程 加工中心的計算機數(shù)控系統(tǒng) 世紀星數(shù)控系統(tǒng) 8 計算機數(shù)控系統(tǒng)的基本組成及其功能 計算機數(shù)控系統(tǒng)的組成 9 計算機數(shù)控系統(tǒng)的基本組成及其功能 計算機數(shù)控系統(tǒng)的工作過程 CNC對零件程序的處理流程圖 10 計算機數(shù)控系統(tǒng)的基本組成及其功能 計算機數(shù)控系統(tǒng)的工作過程 （ 1）零件程序的輸入 輸入方式：光電閱讀機輸入、磁盤輸入、手動鍵盤輸入（即 MDI輸入方式）、上級計算機的 DNC接口輸入 。 任務(wù) 1：輸入 任務(wù) 2：讀出 輸入設(shè)備主要有 2個任務(wù) 11 計算機數(shù)控系統(tǒng)的基本組成及其功能 計算機數(shù)控系統(tǒng)的工作過程 （ 2）譯碼 將輸入的程序段按照一定的規(guī)則翻譯成數(shù)控系統(tǒng)能夠識別的數(shù)據(jù)形式，并按約定的形式存放在指定的譯碼結(jié)果緩沖器中。 譯碼主要包括 代碼識別 和 功能解釋 2大部分。 在譯碼過程中，還要完成對程序段的語法檢查，若發(fā)現(xiàn)語法錯誤系統(tǒng)立即報警。 12 ? 1） 編譯方式 ：在加工前一次性將整個程序翻譯完，并在譯碼過程中對程序進行語法檢查，若有語法錯誤則報警； 2） 解釋方式 ：在加工過程中進行譯碼，即計算機在進行加工控制時，利用空閑時間來對后面的程序段進行譯碼。 計算機數(shù)控系統(tǒng)的基本組成及其功能 13 計算機數(shù)控系統(tǒng)的工作過程 （ 3）刀具補償 1）刀具半徑補償 ? CNC裝置根據(jù)零件輪廓信息和刀具半徑值自動計算出刀具中心的運動軌跡，使其自動偏離零件輪廓一個刀具半徑值，這種自動偏移計算就稱為刀具半徑補償。 14 零件輪廓和刀具中心軌跡 準備功能 G代碼中的 G40用于取消刀補， G41和 G42用于建立刀補。 計算機數(shù)控系統(tǒng)的基本組成及其功能 15 建立刀具補償 沿著刀具前進方向看， G41是刀具位于被加工工件輪廓左側(cè)，稱為 刀具半徑左補償 ； G42是刀具位于被加工工件輪廓右側(cè)，稱為刀具半徑右補償 。 計算機數(shù)控系統(tǒng)的基本組成及其功能 16 2） 刀具長度補償 在數(shù)控立式銑床加工中心上 ， 當?shù)毒吣p或更換刀具使 Z向刀尖不在原初始加工的編程位置時 ， 必須在 Z向進給中 ， 通過伸長或縮短 1個偏置值 f的辦法來補償其尺寸的變化 ， 以保證加工深度仍然能夠達到原設(shè)計位置 。 計算機數(shù)控系統(tǒng)的基本組成及其功能 刀具長度補償 17 刀具長度補償由準備功能 G4 G4 G49以及 H代碼指定 ，其中 G43為正向偏置 ， G44為負向偏置 ， G49為補償撤消 ， H代碼指令指示偏置存儲器中存儲偏置量的地址 。 G43指令都是將 H代碼指定的偏置值加到主軸運動指令終點坐標值上去 ， 而 G44則相反 ， 它是從主軸運動指令終點坐標值中減去偏置值 。 在 H后跟兩位數(shù)指定偏置號 ， 在每個偏置號所對應(yīng)的偏置存儲區(qū)中 ， 通過鍵盤預(yù)先設(shè)置相應(yīng)刀具的長度補償值 。 對應(yīng)偏置號 00即 H00的偏置值通常不設(shè)置 ， 取為 0， 這就相當于刀具長度補償撤消指令 G49。 計算機數(shù)控系統(tǒng)的基本組成及其功能 18 在右圖中 ， 所畫刀具實線為刀具實際位置 ， 虛線為刀具編程位置 ， 則刀具長度補償控 設(shè)定 H01=(偏置值 ) N10 G91 G00 G43 Z－ H01； 實際 Z向?qū)⑦M給－ +（ － ） =－ N20 G01 Z－ F500； Z向?qū)模?－ N30 G00 G49 ； Z向?qū)⑼嘶氐?+ ， 即返回初始位置 19 計算機數(shù)控系統(tǒng)的基本組成及其功能 計算機數(shù)控系統(tǒng)的工作過程 （ 4）進給速度處理 首先根據(jù)合成速度計算各坐標方向上的分速度，速度控制程序根據(jù)給定的速度值控制插補運算的頻率，以保證預(yù)定的進給速度。 （ 5）插補 在組成軌跡的直線段或曲線段的起點和中點之間，按一定的算法分成足夠微小的線段，完成程序小線段到終點的 “ 數(shù)據(jù)點的密化 ” 工作。 20 計算機數(shù)控系統(tǒng)的基本組成及其功能 計算機數(shù)控系統(tǒng)的工作過程 （ 6）位置控制 在每個采樣周期，將計算出的理論位置與實際反饋位置進行比較，用差值去控制進給電機。 （ 7） I/O處理 強電信號輸入輸出和計算機一側(cè)弱電信號進行交換與處理，控制如換刀、冷卻等應(yīng)答動作。 21 計算機數(shù)控系統(tǒng)的基本組成及其功能 計算機數(shù)控系統(tǒng)的工作過程 （ 8）顯示 顯示零件加工程序、參數(shù)、機床狀態(tài)、刀具位置、報警信息等 （ 9）診斷 在程序運行中及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的故障，并指出故障的類型。 22 CNC系統(tǒng) 的功能 控制功能 準備功能 插補功能 主軸功能 進給功能 輔助功能 刀具功能 字符顯示功能 自診斷功能 補償功能 固定循環(huán)功能 圖形顯示功能 通信功能 人機對話編程功能 基本功能 選擇功能 23 CNC數(shù)控系統(tǒng)的功能 基本功能 （ 1）控制功能 指 CNC系統(tǒng)能控制以及能同時聯(lián)動的進給軸數(shù)。 移動軸和回轉(zhuǎn)軸： X， Y， Z； A， B， C 基本軸和附加軸： U， V， W 1） 二軸聯(lián)動 主要用于數(shù)控車床加工旋轉(zhuǎn)曲面或數(shù)控銑床加工曲線柱面 。 24 CNC數(shù)控系統(tǒng)的功能 基本功能 （ 1）控制功能 2） 二軸半聯(lián)動 主要用于三軸以上機
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