【正文】 。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， 它不能以最經(jīng)濟(jì)的方式來解決加工制造中所有問題。即： ?Xi? X 軸； ?Yi ? Y 軸n 只要能連續(xù)自動地控制 X， Y 兩個進(jìn)給軸在 △ ti時間內(nèi)移動量，就可以實(shí)現(xiàn)曲線輪廓零件的加工。XLY△ Li△ Xi△ YiT0δP0Pe數(shù)控加工原理圖2023/3/9 星期二 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 軸移動分量 ?Xi和 ?Yi（在 ?ti時間內(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。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2023/3/9 星期二 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2023/3/9 星期二 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。第一章 數(shù)控機(jī)床概述2023/3/9 星期二 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。第一章 數(shù)控機(jī)床概述2023/3/9 星期二 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控制是對機(jī)床動作的 “順序控制 ”。第一章 數(shù)控機(jī)床概述2023/3/9 星期二 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)計算n 本模塊以系統(tǒng)規(guī)定的插補(bǔ)周期 △ t定時運(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)時計算出各個進(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。第一章 數(shù)控機(jī)床概述2023/3/9 星期二 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。該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用來描述一個程序段解釋后的數(shù)據(jù)信息。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。具有很高的位置控制精度。第一章 數(shù)控機(jī)床概述2023/3/9 星期二 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，直接對運(yùn)動部件的實(shí)際位置進(jìn)行檢測。但可對這類誤差進(jìn)行補(bǔ)償，因而仍可獲得滿意的精度。n 由于絲杠的螺距誤差和齒輪間隙引起的運(yùn)動誤差難以消除。第一章 數(shù)控機(jī)床概述2023/3/9 星期二 43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)數(shù)控系統(tǒng)n 半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的位置采樣點(diǎn)如圖所示，是從驅(qū)動裝置 (常用伺服電機(jī) )或絲杠引出，采樣旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行檢測，不是直接檢測運(yùn)動部件的實(shí)際位置。n 這類系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、工作穩(wěn)定、調(diào)試方便、維修簡單、價格低廉等優(yōu)點(diǎn)，在精度和速度要求不高、驅(qū)動力矩不大的場合得到廣泛應(yīng)用。第一章 數(shù)控機(jī)床概述電機(jī)機(jī)械執(zhí)行部件A相、 B相C相、 …f、 nCNC插補(bǔ)指令脈沖頻率 f脈沖個數(shù) n換算脈沖環(huán)形分配變換功率放大2023/3/9 星期二 42現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第二節(jié) 數(shù)控機(jī)床的分類n 開環(huán)系統(tǒng)無位置反饋，精度相對閉環(huán)系統(tǒng)來講不高，其精度主要取決于伺服驅(qū)動系統(tǒng)和機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)的性能和精度。第一章 數(shù)控機(jī)床概述2023/3/9 星期二 39現(xiàn)代數(shù)控技術(shù) 3軸聯(lián)動， (3軸控制 ) 4軸控制 圖 16 多軸聯(lián)動數(shù)控加工的原理圖 5軸聯(lián)動加工 5軸聯(lián)動加工2023/3/9 星期二 40現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第二節(jié) 數(shù)控機(jī)床的分類n 按進(jìn)給伺服系統(tǒng)的類型分類n 按數(shù)控系統(tǒng)的進(jìn)給伺服子系統(tǒng)有無位置測量裝置可分為 開環(huán)數(shù)控系統(tǒng) 和 閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng) ，在閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)中根據(jù)位置測量裝置安裝的位置又可分為 全閉環(huán) 和 半閉環(huán) 兩種。第一章 數(shù)控機(jī)床概述2023/3/9 星期二 37現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第二節(jié) 數(shù)控機(jī)床的分類圖 15 2軸控制，同時控制兩個坐標(biāo)2023/3/9 星期二 38現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第二節(jié) 數(shù)控機(jī)床的分類n 按聯(lián)動軸數(shù)分，n 2軸聯(lián)動（平面曲線）n 3軸聯(lián)動（空間曲面，球頭刀）n 4軸聯(lián)動（空間曲面）n 5軸聯(lián)動及 6軸聯(lián)動（空間曲面） 。n 適用范圍： 數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心等用于加工曲線和曲面的機(jī)床。n 簡易數(shù)控車床、數(shù)控鏜銑床，一般有 2?3個可控坐標(biāo)軸，但同時控制的坐標(biāo)軸只有一個。n 適用范圍： 數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、數(shù)控沖床和數(shù)控測量機(jī)。n 其它類型： 數(shù)控裝配機(jī)、數(shù)控測量機(jī)、機(jī)器人等。n 成型加工類： 數(shù)控折彎機(jī)、數(shù)控彎管機(jī)等。n 組成： 由主運(yùn)動部件、進(jìn)給運(yùn)動部件（工作臺、拖板以及相應(yīng)的傳動機(jī)構(gòu)）、支承件（立柱、床身等）以及特殊裝置（刀具自動交換系統(tǒng) 工件自動交換系統(tǒng)）和輔助裝置（如排屑裝置等）。n 主軸運(yùn)動指令，實(shí)現(xiàn)零件加工的切削運(yùn)動（速度控制）第一章 數(shù)控機(jī)床概述2023/3/9 星期二 19現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng) 機(jī)床 I/O 電路和裝置 測量裝置 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 計算機(jī)數(shù) 控 裝 置 操作面板 PLC 計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng) 機(jī) 床 輔助控制機(jī)構(gòu) 進(jìn)給傳動機(jī)構(gòu) 主運(yùn)動機(jī)構(gòu) 鍵盤 輸入輸出 設(shè)備 2023/3/9 星期二 20現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第一節(jié) 數(shù)控技術(shù)與數(shù)控機(jī)床n PLC、 機(jī)床 I/O電路和裝置n PLC (Programmable Logic Controller)： 用于完成與邏輯運(yùn)算有關(guān)順序動作的 I/O控制，它由硬件和軟件組成；n 機(jī)床 I/O電路和裝置： 實(shí)現(xiàn) I/O控制的執(zhí)行部件 (由繼電器、電磁閥、行程開關(guān)、接觸器等組成的邏輯電路；n 功能：n 接受 CNC的 M、 S、 T指令，對其進(jìn)行譯碼并轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的控制信號，控制輔助裝置完成機(jī)床相應(yīng)的開關(guān)動作n 接受操作面板和機(jī)床側(cè)的 I/O信號，送給 CNC裝置，經(jīng)其處理后，輸出指令控制 CNC系統(tǒng)的工作狀態(tài)和機(jī)床的動作。以實(shí)現(xiàn)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的閉環(huán)控制。n 作用： 根據(jù)輸入的零件加工程序進(jìn)行相應(yīng)的處理（如運(yùn)動軌跡處理、機(jī)床輸入輸出處理等），然后輸出控制命令到相應(yīng)的執(zhí)行部件 (伺服單元、驅(qū)動裝置和 PLC等 )，所有這些工作是由 CNC裝置內(nèi)硬件和軟件協(xié)調(diào)配合，合理組織，使整個系