【導(dǎo)讀】NUMERICALCONTROL

　　

【正文】 nerally more expensive．Initially，open—loop systems were used almost entirely for lightduty applications because of inherent power limitations previously associated with conventional electric stepping motors．Recent advances in the development of electro hydraulic stepping motors have led to increasingly heavier machine load applications．?dāng)?shù)控技術(shù)數(shù)控是可編程自動化技術(shù)的一種形式，通過數(shù)字、字母和其他符號來控制加工設(shè)備。數(shù)字、字母和符號用適當(dāng)?shù)母袷骄幋a為一個特定工件定義指令程序。當(dāng)工件改變時，指令程序就改變。這種改變程序的能力使數(shù)控適合于中、小批量生產(chǎn)，寫一段新程序遠(yuǎn)比對加工設(shè)備做大的改動容易得多。數(shù)控機(jī)床有兩種基本形式：點位控制和連續(xù)控制(也稱為輪廓控制)。點位控制機(jī)床采用異步電動機(jī)，因此，主軸的定位只能通過完成一個運動或一個電動機(jī)的轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)。這種機(jī)床主要用于直線切削或鉆孔、鏜孔等場合。數(shù)控系統(tǒng)由下列組件組成：數(shù)據(jù)輸入裝置，帶控制單元的磁帶閱讀機(jī)，反饋裝置和切削機(jī)床或其他形式的數(shù)控設(shè)備。數(shù)據(jù)輸人裝置，也稱“人機(jī)聯(lián)系裝置”，可用人工或全自動方法向機(jī)床提供數(shù)據(jù)。人工方法作為輸人數(shù)據(jù)唯一方法時，只限于少量輸入。人工輸入裝置有鍵盤，撥號盤，按鈕，開關(guān)或撥輪選擇開關(guān)，這些都位于機(jī)床附近的一個控制臺上。撥號盤通常連到一個同步解析器或電位計的模擬裝置上。在大多數(shù)情況下，按鈕、開關(guān)和其他類似的旋鈕是數(shù)據(jù)輸入元件。人工輸入需要操作者控制每個操作，這是一個既慢又單調(diào)的過程，除了簡單加工場合或特殊情況，已很少使用。幾乎所有情況下，信息都是通過卡片、穿孔紙帶或磁帶自動提供給控制單元。在傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)中，八信道穿孔紙帶是最常用的數(shù)據(jù)輸入形式，紙帶上的編碼指令由一系列稱為程序塊的穿孔組成。每一個程序塊代表一種加工功能、一種操作或兩者的組合。紙帶上的整個數(shù)控程序由這些連續(xù)數(shù)據(jù)單元連接而成。帶有程序的長帶子像電影膠片一樣繞在盤子上，相對較短的帶子上的程序可通過將紙帶兩端連接形成一個循環(huán)而連續(xù)不斷地重復(fù)使用。帶子一旦安裝好，就可反復(fù)使用而無需進(jìn)一步處理。此時，操作者只是簡單地上、下工件。穿孔紙帶是在帶有特制穿孔附件的打字機(jī)或直接連到計算機(jī)上的紙帶穿孔裝置上做成的。紙帶制造很少不出錯，錯誤可能由編程、卡片穿孔或編碼、紙帶穿孔時的物理損害等形成。通常，必須要試走幾次來排除錯誤，才能得到一個可用的工作紙帶。 雖然紙帶上的數(shù)據(jù)是自動進(jìn)給的，但實際編程卻是手工完成的，在編碼紙帶做好前，編程者經(jīng)常要和一個計劃人員或工藝工程師一起工作，選擇合適的數(shù)控機(jī)床，決定加工材料，計算切削速度和進(jìn)給速度，決定所需刀具類型，仔細(xì)閱讀零件圖上尺寸，定下合適的程序開始的零參考點，然后寫出程序清單，其上記載有描述加工順序的編碼數(shù)控指令，機(jī)床按順序加工工件到圖樣要求。控制單元接受和儲存編碼數(shù)據(jù)，直至形成一個完整的信息程序塊，然后解釋數(shù)控指令，并引導(dǎo)機(jī)床得到所需運動。為更好理解控制單元的作用，可將它與撥號電話進(jìn)行比較，即每撥一個數(shù)字，就儲存一個，當(dāng)整個數(shù)字撥好后，電話就被激活，也就完成了呼叫。 裝在控制單元里的紙帶閱讀機(jī)，通過其內(nèi)的硅光二極管，檢測到穿過移動紙帶上的孔漏過的光線，將光束轉(zhuǎn)變成電能，并通過放大來進(jìn)一步加強(qiáng)信號，然后將信號送到控制單元里的寄存器，由它將動作信號傳到機(jī)床驅(qū)動裝置。有些光電裝置能以高達(dá)每秒1000個字節(jié)的速度閱讀，這對保持機(jī)床連續(xù)動作是必須的，否則，在輪廓加工時，刀具可能在工件上產(chǎn)生劃痕。閱讀裝置必須要能以比控制系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)更快的速度來閱讀數(shù)據(jù)程序塊。反饋裝置是用在一些數(shù)控設(shè)備上的安全裝置，它可連續(xù)補償控制位置與機(jī)床運動滑臺的實際位置之間的誤差。裝有這種直接反饋檢查裝置的數(shù)控機(jī)床有一個閉環(huán)系統(tǒng)裝置。位置控制通過傳感器實現(xiàn)，在實際工作時，記錄下滑臺的位置，并將這些信息送回控制單元。接受到的信號與紙帶輸入的信號相比較，它們之間的任何偏差都可得到糾正。在另一個稱為開環(huán)的系統(tǒng)中，機(jī)床僅由響應(yīng)控制器命令的步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動定位，工件的精度幾乎完全取決于絲杠的精度和機(jī)床結(jié)構(gòu)的剛度。有幾個理由可以說明步進(jìn)電機(jī)是一個自動化申請的非常有用的驅(qū)動裝置。對于一件事物，它被不連續(xù)直流電壓脈沖驅(qū)使,是來自數(shù)傳計算機(jī)和其他的自動化的非常方便的輸出控制系統(tǒng)。當(dāng)多數(shù)是索引或其他的自動化申請所必備者的時候，步進(jìn)電機(jī)對運行一個精確的有角進(jìn)步也是理想的。因為控制系統(tǒng)不需要監(jiān)聽就提供特定的輸出指令而且期待系統(tǒng)適當(dāng)?shù)胤磻?yīng)的公開 環(huán)操作造成一個回應(yīng)環(huán)，步進(jìn)電機(jī)是理想的。 一些工業(yè)的機(jī)械手使用高抬腿運步的馬乘汽車駕駛員，而且步進(jìn)電機(jī)是有用的在數(shù)字受約束的工作母機(jī)中。 這些申請的大部分是公開 環(huán) ,但是雇用回應(yīng)環(huán)檢測受到驅(qū)策的成份位置是可能的。 環(huán)的一個分析者把真實的位置與需要的位置作比較，而且不同是考慮過的錯誤。 那然后駕駛員能發(fā)行對步進(jìn)電機(jī)的電脈沖，直到錯誤被減少對準(zhǔn)零位。在這個系統(tǒng)中，沒有信息反饋到控制單元的自矯正過程。出現(xiàn)誤動作時，控制單元繼續(xù)發(fā)出電脈沖。比如，一臺數(shù)控銑床的工作臺突然過載，阻力矩超過電機(jī)轉(zhuǎn)矩時，將沒有響應(yīng)信號送回到控制器。因為，步進(jìn)電機(jī)對載荷變化不敏感，所以許多數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計允許電機(jī)停轉(zhuǎn)。然而，盡管有可能損壞機(jī)床結(jié)構(gòu)或機(jī)械傳動系統(tǒng)，也有使用帶有特高轉(zhuǎn)矩步進(jìn)電機(jī)的其他系統(tǒng)，此時，電動機(jī)有足夠能力來應(yīng)付系統(tǒng)中任何偶然事故。最初的數(shù)控系統(tǒng)采用開環(huán)系統(tǒng)。在開、閉環(huán)兩種系統(tǒng)中，閉環(huán)更精確，一般說來更昂貴。起初，因為原先傳統(tǒng)的步進(jìn)電動機(jī)的功率限制，開環(huán)系統(tǒng)幾乎全部用于輕加工場合，最近出現(xiàn)的電液步進(jìn)電動機(jī)已越來越多地用于較重的加工領(lǐng)域。