數(shù)控系統(tǒng)及工作原理(1)(編輯修改稿)
2024-12-22 21:57 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 刀具半徑補償 2. 進給運動中對機械傳動情況的補償 ? 傳動間隙補償 ? 傳動副傳動誤差補償 Ⅰ Ⅱ X Z O A B C BAUBAWCAUCAWI K ?I、 K即為 2號刀 X、 Z軸的刀補值 ?將 I、 K輸入到對應 的刀補寄存器中 ?以 1號刀位點 B為 編程 刀位點 X Z 程序中刀位點的位置 A B W1 W2 G43 G44 1 2 W3 W3 W3即為補償值 G43為正補償 W3=＋（ W2－ W1） G44為負補償 W3= －（ W2－ W1） 刀具半徑為 R 刀位點軌跡為輪廓線的等距線 零件表面輪廓線 根據(jù)工件輪廓和刀具半徑 R，計算出刀位點 的軌跡。當零件輪廓線是直線和圓弧時， 刀位點的軌跡線形是與零件輪廓線距離 為 R的等距線 這樣便可以根據(jù)零件輪廓編程， 而使刀具中心移動，加工出所需的工件輪廓。 刀具半徑補償計算方法 直線軌跡計算方法 圓弧軌跡計算方法 ???????????yyyxxxeeee???????????????2222eeeeeeeeeeyxyRyyyxxRxx),( ee yxB),( 00 yxA),( 0039。 yxA ??),( ee yxB ???Ry?Yx?XO 程序段間的過渡情況 在兩個程序段相交處出現(xiàn) 非光滑輪廓線時，要用一 個過渡段進行處理。 常用的處理方法有兩種： 1. 圓弧過渡 2. 直線過渡 采用圓弧過渡轉(zhuǎn)接，稱為 B功能刀具半徑補償。 該方法簡單，不需要額外的計算工作。但由于輪廓尖角處始終與刀具接觸，會變成小圓角，在對輪廓尖角有要求時，該方法不能使用。 到 C功能 C功能刀具半徑補償 軌跡轉(zhuǎn)接的幾種情況： 以左刀補指令方式下各種 直線 — 直線 輪廓的刀位點軌跡轉(zhuǎn)接形式為例： OAFKCJKCJOFA 1C0C0C1C零件輪廓線 刀位點軌跡線 KJCOAFOKCJFA OAFJCKC?B選擇適當?shù)霓D(zhuǎn)接方法，繪制刀具軌跡 1 2 3 4 5 6 2為伸長型 4為縮短型 6為插入型 （ 30， 50） （ 10， 100） （ 110， 80） （ 150， 60） （ 150， 30） （ 130， 0） 0 X Y 第 四 節(jié) 位移與速度檢測 ?位移檢測裝置是 閉環(huán)和半閉環(huán) 控制的數(shù)控系統(tǒng)的重要組成部分 。 ?其主要作用是 檢測執(zhí)行部件的位移 ， 并將其 反饋 到CNC裝置 ， 構(gòu)成閉環(huán)或半閉環(huán)控制 ， 從而實現(xiàn)對執(zhí)行部件位置的準確控制 ， 保證刀具相對工件的運動軌跡 。 ?采用閉環(huán)和半閉環(huán)控制的數(shù)控機床 ， 其加工精度主要取決于位移檢測裝置的精度 。 1. 精度 ：指在一定長度或轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)測量積累誤差的最大值。目前直線位移檢測精度一般為 177。 （ ~） mm/m，轉(zhuǎn)角位移檢測精度一般為 177。 10″/360 176。 ； 2. 分辨率 ：測量元件所能正確檢測的最小位移量。目前直線位移的分辨率多數(shù)為~，轉(zhuǎn)角位移分辨率為 2″ 。 位移檢測裝置的精度指標主要有 精度 和 分辨率 兩項： 位移檢測裝置分辨率的選取通常與脈沖當量的選取方法、數(shù)值相同，取機床加工精度的1/3~1/10。 執(zhí)行部件的運動速度 通過對位移檢測信號 進行微分處理得到 使用專門的速度檢測裝置得到 數(shù)控機床位移檢測方法 ? 直接測量 ? 間接測量 機床工作臺 位置檢測器 反饋裝置 直接測量 將直線型檢測裝置安裝在移動部件上， 用來直接測量工作臺的直線位移， 作為全閉環(huán)伺服系統(tǒng)的位置反饋信號， 而構(gòu)成位置閉環(huán)控制。 優(yōu)點： 準確性高、 可靠性好 缺點： 測量裝置要和工作臺行程等長， 所以在大型數(shù)控機床上受到一定限制。 測量元件為： 位置 檢測器 伺服電動機 機床工作臺 反饋裝置 伺服電動機 機床工作臺 位置 檢測器 反饋裝置 間接測量 將旋轉(zhuǎn)型檢測裝置安裝在 電機軸或 滾珠絲杠上 ，通過檢測轉(zhuǎn)動件的角位移 來間接測量機床工作臺的直線位移， 作為 半閉環(huán) 伺服系統(tǒng)的位置反饋用。 優(yōu)點： 測量方便、 無長度限制。 缺點： 測量信號中增加了由回轉(zhuǎn)運動 轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動的傳動鏈誤差， 從而影響了測量精度。 測量元件為： 光柵 ? 物理 光柵：主要用于光譜分析和光波波長的測量； ? 計量光柵：主要用于高精度位移的檢測，是數(shù)控進給伺服系統(tǒng)使用較多的一種檢測裝置。 光柵的種類 ① 透射光柵（數(shù)控系統(tǒng)常用） ② 反射光柵 ① 圓光柵（半閉環(huán)系統(tǒng)中測量角度位移） ② 長光柵（閉環(huán)系統(tǒng)中測量直線位移） 按原理分類 按形狀分類 光柵測量系統(tǒng) 直線光柵 θ 標尺光柵 莫爾條紋 亮帶 亮帶 暗帶 暗帶 W W W W θ 莫爾條紋寬度 W、柵距 P、二光柵尺線紋夾角 θ之間的關(guān)系： ?????PWPW???因此，很小， ,22s i n2s i n2? 脈沖編碼器是一種旋轉(zhuǎn)式脈沖發(fā)生器 ， 能把機械轉(zhuǎn)角變成電脈沖 ， 是數(shù)控機床上使用很廣泛的位置檢測裝置 。 ? 脈沖編碼器可分為光電式 、 接觸式和電磁感應式三種 。 ? 數(shù)控機床伺服系統(tǒng)中主要使用光電式脈沖編碼器 。 脈沖編碼器 光電式脈沖編碼器 結(jié)構(gòu)示意圖 圓盤周圍分成相等的透明與不透明的部分，其數(shù)量從幾百到上千條不等。 當圓盤與工作軸一起轉(zhuǎn)動 時，光電元件接受時斷時續(xù)的光，產(chǎn)生近似正弦的信號。 放大整形后成脈沖信號送到計數(shù)器。 根據(jù)脈沖數(shù)目和頻率可測出工作軸的轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速。 伺服系統(tǒng)的概念 ： 伺服系統(tǒng)也稱隨動系統(tǒng)，是以機械位 移為直接控制目標的自動控制系統(tǒng)。 1) 主軸伺服系統(tǒng) —— 控制主軸切削運動，以旋轉(zhuǎn)運動為主。 2) 進給伺服系統(tǒng) —— 控制各坐標軸的切削運 動，以直線運動為主 伺服系統(tǒng)的類型 ： 伺服驅(qū)動裝置的組成 電動機；電動機驅(qū)動單元 常用的驅(qū)動元件 （將低能量的電信號轉(zhuǎn)換成機械運動） 步進電動機； 直流伺服電動機； 交流伺服電動機 工作臺 步進 電機 驅(qū)動 控制線路 指令脈沖 齒輪箱 開環(huán)進給伺服系統(tǒng) 特點： 設(shè)備投資低，調(diào)試維修方便， 精度差，高速扭矩小 適用場合： 中、低檔數(shù)控機床 及普通機床改造。 三相反應式步進電機結(jié)構(gòu) （均布有六個磁極及其繞組） （均勻分布著 40個齒，齒與齒槽寬度相等，齒間角為 9度） 步進電動機的工作原理 1. 三相三拍控制 （ 單三拍，雙三拍） 三相 —— 三相定子繞組 三拍 —— 每三次換接為一個循環(huán)，第四次換接重復第一次的通電情況 單 —— 每次只有一相繞組通電 單三拍：
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