【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 伺服電機(jī) )或絲杠引出，采樣旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行檢測(cè)，不是直接檢測(cè)運(yùn)動(dòng)部件的實(shí)際位置。位置控制調(diào)節(jié)器 速度控制調(diào)節(jié)與驅(qū)動(dòng)檢測(cè)與反饋單元位置控制單元 速度控制單元++ 電機(jī)機(jī)械執(zhí)行部件CNC插補(bǔ)指令實(shí)際位置反饋實(shí)際速度反饋* 44現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第二節(jié) 數(shù)控機(jī)床的分類n 半閉環(huán)環(huán)路內(nèi)不包括或只包括少量機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)，因此可獲得穩(wěn)定的控制性能，其系統(tǒng)的穩(wěn)定性雖不如開(kāi)環(huán)系統(tǒng)，但比閉環(huán)要好。n 由于絲杠的螺距誤差和齒輪間隙引起的運(yùn)動(dòng)誤差難以消除。因此，其精度較閉環(huán)差，較開(kāi)環(huán)好。但可對(duì)這類誤差進(jìn)行補(bǔ)償，因而仍可獲得滿意的精度。n 半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)試方便、精度也較高，因而在現(xiàn)代 CNC機(jī)床中得到了廣泛應(yīng)用。第一章 數(shù)控機(jī)床概述* 45現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第二節(jié) 數(shù)控機(jī)床的分類n 全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)n 全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的位置采樣點(diǎn)如圖的虛線所示，直接對(duì)運(yùn)動(dòng)部件的實(shí)際位置進(jìn)行檢測(cè)。位置控制調(diào)節(jié)器 速度控制調(diào)節(jié)與驅(qū)動(dòng)檢測(cè)與反饋單元位置控制單元 速度控制單元++ 電機(jī)機(jī)械執(zhí)行部件CNC插補(bǔ)指令實(shí)際位置反饋實(shí)際速度反饋* 46現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第二節(jié) 數(shù)控機(jī)床的分類n 從理論上講，可以消除整個(gè)驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)環(huán)節(jié)的誤差、間隙和失動(dòng)量。具有很高的位置控制精度。 n 由于位置環(huán)內(nèi)的許多機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)的摩擦特性、剛性和間隙都是非線性的，故很容易造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定，使閉環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試都相當(dāng)困難。n 該系統(tǒng)主要用于精度要求很高的鏜銑床、超精車床、超精磨床以及較大型的數(shù)控機(jī)床等。* 47現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)n 按機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方式分串連數(shù)控機(jī)床（傳統(tǒng)數(shù)控機(jī)床）并聯(lián)數(shù)控機(jī)床混聯(lián)數(shù)控機(jī)床* 48現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)北京理工大學(xué)研制的并聯(lián)機(jī)床機(jī)床加工過(guò)程*49現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)* 50現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第三節(jié) 數(shù)控加工原理n 數(shù)控加工中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過(guò)程圖 3 數(shù)控加工中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過(guò)程第一章 數(shù)控機(jī)床概述譯 碼刀補(bǔ)處理 插補(bǔ)處理PLC控制進(jìn)給伺服系統(tǒng)切削運(yùn)動(dòng)、機(jī)床 I/O裝置成形運(yùn)動(dòng)加工程序* 51現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第三節(jié) 數(shù)控加工原理n 譯碼 (解釋 )n 譯碼程序的主要功能是將用文本格式（通常用ASCII碼）表達(dá)的零件加工程序，以程序段為單位轉(zhuǎn)換成刀補(bǔ)處理程序所要求的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（格式）。該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用來(lái)描述一個(gè)程序段解釋后的數(shù)據(jù)信息。它主要包括： X、 Y、 Z等坐標(biāo)值；進(jìn)給速度；主軸轉(zhuǎn)速； G代碼； M代碼；刀具號(hào)；子程序處理和循環(huán)調(diào)用處理等數(shù)據(jù)或標(biāo)志的存放順序和格式。第一章 數(shù)控機(jī)床概述* 52現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第三節(jié) 數(shù)控加工原理n 刀補(bǔ)處理 (計(jì)算刀具中心軌跡 )n 用戶零件加工程序通常是按零件輪廓編制的，而數(shù)控機(jī)床在加工過(guò)程中控制的是刀具中心軌跡，因此在加工前必須將零件輪廓變換成刀具中心的軌跡。刀補(bǔ)處理就是完成這種轉(zhuǎn)換的程序。第一章 數(shù)控機(jī)床概述* 53現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第三節(jié) 數(shù)控加工原理n 插補(bǔ)計(jì)算n 本模塊以系統(tǒng)規(guī)定的插補(bǔ)周期 △ t定時(shí)運(yùn)行，它將由各種線形（直線，園弧等）組成的零件輪廓，按程序給定的進(jìn)給速度 F， 實(shí)時(shí)計(jì)算出各個(gè)進(jìn)給軸在 △ t內(nèi)位移指令（ △ X △ Y …）， 并送給進(jìn)給伺服系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)成形運(yùn)動(dòng)。 這個(gè)過(guò)程將在下面進(jìn)一步敘述。第一章 數(shù)控機(jī)床概述* 54現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第三節(jié) 數(shù)控加工原理n PLC控制n PLC控制是對(duì)機(jī)床動(dòng)作的 “順序控制 ”。即以CNC內(nèi)部和機(jī)床各行程開(kāi)關(guān)、傳感器、按鈕、繼電器等開(kāi)關(guān)量信號(hào)狀態(tài)為條件，并按預(yù)先規(guī)定的邏輯順序?qū)χT如主軸的起停、換向，刀具的更換，工件的夾緊、松開(kāi)，冷卻、潤(rùn)滑系統(tǒng)等的運(yùn)行等進(jìn)行的控制。第一章 數(shù)控機(jī)床概述* 55現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)n 數(shù)控加工軌跡控制原理n 逼近處理n 圖為欲加工的圓弧軌跡 L， 起點(diǎn)為 P0， 終點(diǎn)為 Pe。 CNC裝置首先對(duì)圓弧進(jìn)行 逼近處理。第三節(jié) 數(shù)控加工原理XLY△ Li△ Xi△ YiT0δP0Pe數(shù)控加工原理圖第一章 數(shù)控機(jī)床概述* 56現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第三節(jié) 數(shù)控加工原理n 系統(tǒng)按插補(bǔ)時(shí)間 ⊿ t和進(jìn)給速度 F的要求 ， 將 L分割成若干短直線 ⊿ L1， ⊿ L2， …， ⊿ Li，…， 這里： ⊿ Li = F⊿ t （ i=1， 2，…） F： 用戶給定的進(jìn)給速度⊿ t： 數(shù)控系統(tǒng)插補(bǔ)周期 XLY△ Li△ Xi△ YiT0δP0Pe數(shù)控加工原理圖* 57現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第三節(jié) 數(shù)控加工原理n 用直線 ⊿ Li逼近圓弧存在著逼近誤差 δ， 但只要 δ足夠小 （ ⊿ Li足夠短），總能滿足零件的加工要求。n 當(dāng) F為常數(shù)時(shí)，而 ⊿ t對(duì)數(shù)控系統(tǒng)而言恒為常數(shù)，則⊿ Li的長(zhǎng)度也為常數(shù) ⊿ L，只是其斜率與其在 L上的位置有關(guān)。XLY△ Li△ Xi△ YiT0δP0Pe數(shù)控加工原理圖* 58現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第三節(jié) 數(shù)控加工原理n 插補(bǔ)運(yùn)算n 將 ⊿ Li分解為 X 軸及 Y 軸移動(dòng)分量 ?Xi和 ?Yi（在 ?ti時(shí)間內(nèi)），要求滿足： 且有： Fx = ?Xi / ?ti Fy = ?Yi / ?tin ⊿ Li 的斜率和 F 的分量 Fx、 Fy以及比值 Fx /Fy都在不斷變化。 XLY△ Li△ Xi△ YiT0δP0Pe數(shù)控加工原理圖* 59現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第三節(jié) 數(shù)控加工原理n 指令輸出n 將計(jì)算出 △ ti 在時(shí)間內(nèi)的和作為指令輸出給 Y軸，以控制它們聯(lián)動(dòng)。即： ?Xi? X 軸； ?Yi ? Y 軸n 只要能連續(xù)自動(dòng)地控制 X， Y 兩個(gè)進(jìn)給軸在 △ ti時(shí)間內(nèi)移動(dòng)量，就可以實(shí)現(xiàn)曲線輪廓零件的加工。第一章 數(shù)控機(jī)床概述* 60現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第四節(jié) 數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用范圍 數(shù)控機(jī)床的確具有普通機(jī)床所不具備的許多優(yōu)點(diǎn)。而且它的應(yīng)用范圍還在不斷擴(kuò)大，但是在目前還不能完全取代普通機(jī)床，也就是說(shuō)， 它不能以最經(jīng)濟(jì)的方式來(lái)解決加工制造中所有問(wèn)題。 為了更好地說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題，有必要先初步了解一下采用 數(shù)控機(jī)床 加工的優(yōu)缺點(diǎn) 。* 61現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第四節(jié) 數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用范圍n 數(shù)控加工的優(yōu)點(diǎn)n 自動(dòng)化程度高，可以減輕工人的體力勞動(dòng)強(qiáng)度 n 加工的零件一致性好，質(zhì)量穩(wěn)定 n 生產(chǎn)效率較高n 便于產(chǎn)品研制 n 便于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助制造 。第一章 數(shù)控機(jī)床概述* 62現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第四節(jié) 數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用范圍n 數(shù)控加工的缺點(diǎn)n 任何事物都是兩重性。數(shù)控加工雖有上 述各種優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)在某些方面也存在不足之處：n 單位加工成本較高 。n 只適宜于多品種小批量或中批量生產(chǎn)（占機(jī)械加工總量 70%~80%）n 加工中的調(diào)