【正文】 算法的數(shù)控系統(tǒng)，其坐標(biāo)軸進(jìn)給速度主要受插補(bǔ)程序運(yùn)行時間的限制，一般為1~3m/min。逐點(diǎn)比較法最初稱為區(qū)域判別法，或代數(shù)運(yùn)算法，或醉步式近似法。逐點(diǎn)比較法既可以實(shí)現(xiàn)直線插補(bǔ)也可以實(shí)現(xiàn)圓弧等插補(bǔ)，它的特點(diǎn)是運(yùn)算直觀，插補(bǔ)誤差小于一個脈沖當(dāng)量，輸出脈沖均勻，速度變化小，調(diào)節(jié)方便，因此在兩個坐標(biāo)開環(huán)的CNC系統(tǒng)中應(yīng)用比較普遍。1．2．2數(shù)控機(jī)床的組成數(shù)控機(jī)床一般由輸入輸出設(shè)備、數(shù)控裝置(CNC)、伺服單元、驅(qū)動裝置(或稱執(zhí)行機(jī)構(gòu))、可編程控制器(PLC)及電氣控制裝置、輔助裝置、機(jī)床本體及測量裝置組成。(1)輸入和輸出裝置　　輸入和輸出裝置是機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)和操作人員進(jìn)行信息交流、實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話的交互設(shè)備．　　輸入裝置的作用是將程序載體上的數(shù)控代碼變成相應(yīng)的電脈沖信號，傳送并存入數(shù)控裝置內(nèi)。輸出裝置是顯示器，有CRT顯示器或彩色液晶顯示器兩種。顯示的信息可以是正在編輯的程序、坐標(biāo)值，以及報警信號等。它接受的是輸入裝置送來的脈沖信號，信號經(jīng)過數(shù)控裝置的系統(tǒng)軟件或邏輯電路進(jìn)行編譯、運(yùn)算和邏輯處理后，輸出各種信號和指令，控制機(jī)床的各個部分，使其進(jìn)行規(guī)定的、有序的動作?！　?shù)控裝置主要包括微處理器(CPU)、存儲器、局部總線、外圍邏輯電路以及與CNC系統(tǒng)其他組成部分聯(lián)系的接口等。它還接收機(jī)床操作面板的指令，一方面直接控制機(jī)床的動作(如手動操作機(jī)床)，另一方面將一部分指令送往數(shù)控裝置用于加工過程的控制?！　?4)伺服單元　　伺服單元接收來自數(shù)控裝置的速度和位移指令。因此，伺服單元是數(shù)控裝置與機(jī)床本體的聯(lián)系環(huán)節(jié)，它把來自數(shù)控裝置的微弱指令信號放大成控制驅(qū)動裝置的大功率信號?！　?5)驅(qū)動裝置　　驅(qū)動裝置把經(jīng)過伺服單元放大的指令信號變?yōu)闄C(jī)械運(yùn)動，通過機(jī)械連接部件驅(qū)動機(jī)床工作臺，使工作臺精確定位或按規(guī)定的軌跡作嚴(yán)格的相對運(yùn)動，加工出形狀、尺寸與精度符合要求的零件?！　∷欧卧万?qū)動裝置合稱為伺服驅(qū)動系統(tǒng)，它是機(jī)床工作的動力裝置，計算機(jī)數(shù)控裝置的指令要靠伺服驅(qū)動系統(tǒng)付渚實(shí)施，伺服驅(qū)動裝置包括主軸驅(qū)動單元(主要控制主軸的速度)，進(jìn)給驅(qū)動單元(主要是進(jìn)給系統(tǒng)的速度控制和位置控制)。從某種意義上說，數(shù)控機(jī)床的功能主要取決于數(shù)控裝置，而數(shù)控機(jī)床的性能主要取決于伺服驅(qū)動系統(tǒng)。1．2．3分類及特點(diǎn)分類經(jīng)過幾十年的發(fā)展，目前的數(shù)控機(jī)床已實(shí)現(xiàn)了計算機(jī)控制并在工業(yè)界得到廣泛應(yīng)用，在模具制造行業(yè)的應(yīng)用尤為普及。數(shù)控機(jī)床種類繁多，分類方式也多種多樣。金屬切削類數(shù)控機(jī)床包括數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床、數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、加工中心等。金屬成形類數(shù)控機(jī)床有數(shù)控折彎機(jī)、數(shù)控彎管機(jī)、數(shù)控沖床和數(shù)控壓力機(jī)等。數(shù)控特種加工機(jī)床包括數(shù)控線切割機(jī)床、數(shù)控電火花加工機(jī)床、數(shù)控激光加工機(jī)床，數(shù)控淬火機(jī)床等。，尺寸一致性好數(shù)控加工過程消除了人為的因素對加工過程的影響，工件的加工精度完全由機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)保證，高精度的機(jī)床可以批量加工出高精度的零件，且質(zhì)量穩(wěn)定。雖然數(shù)控機(jī)床的一次投資及日常維護(hù)費(fèi)用比普通機(jī)床高，但數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)效率高、加工質(zhì)量穩(wěn)定、成品率高，可以減少加工中使用的工量具，縮短生產(chǎn)周期，減少在制品的數(shù)量，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。數(shù)控機(jī)床加工出第一個合格的零件后，操作工人一般只需要進(jìn)行工件的裝夾、刀具的檢測和啟動機(jī)床的操作，因此工人的勞動強(qiáng)度比普通機(jī)床大大降低。在數(shù)控機(jī)床上加工，所需要的時間是可以預(yù)計的，并且每一個工件加工時間是不變的。1．2．4數(shù)控機(jī)床的適用范圍①批量小而又多次生產(chǎn)的零件。③在加工過程中必須進(jìn)行多種工步加工的零件。⑤加工過程中如果發(fā)生錯誤將會造成嚴(yán)重浪費(fèi)的貴重零件。⑦工藝設(shè)計可能經(jīng)常變化的零件。表面成型運(yùn)動是指使工件獲得一定表面形狀反必需的刀具和工件這之間的相對運(yùn)動，分為主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動。數(shù)控機(jī)床加工過程中還存在上些輔助運(yùn)動，如工作臺的分度運(yùn)動，刀架或刀庫的選刀運(yùn)動，機(jī)械手的換刀運(yùn)動等，這些運(yùn)動雖然不直接參與加工，但是對于保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，改善加工條件等起到了很大的作用。1．主傳動機(jī)構(gòu)主傳動系統(tǒng)由功率為11KW的交流三相異步電動機(jī)驅(qū)動，經(jīng)傳動比為1：1的帶輪傳動，直接帶動主軸旋轉(zhuǎn)。由于主軸的范圍不是很大所以在主軸箱內(nèi)省去了齒輪傳動的變速機(jī)構(gòu)，減少了齒輪傳動誤差對主軸精度的影響。①滾珠絲杠螺母副：滾珠絲杠螺母副是數(shù)控機(jī)床中回轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動常用的傳動裝置。組成及原理：滾珠絲杠螺母副的結(jié)構(gòu)原理圖組成：主要由絲桿、螺母、滾珠和滾道（回珠器）、螺母座等組成。而滾珠則沿滾道滾動，并經(jīng)回珠管作周而復(fù)始的循環(huán)運(yùn)動。特點(diǎn)：傳動效率高：機(jī)械效率可高達(dá)92%~98%。軸向間隙可消除：也是由于滾珠的作用，提高了系統(tǒng)的剛性。?滾珠絲桿螺母副采用雙螺母結(jié)構(gòu)（類似于齒輪副中的雙薄片齒輪結(jié)構(gòu)）。當(dāng)工作臺反向時，由于消除了側(cè)隙，工作臺會跟隨CNC的運(yùn)動指令反向而不會出現(xiàn)滯后②縱向傳動機(jī)構(gòu)，經(jīng)聯(lián)軸器帶動滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)，將電動機(jī)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化成床鞍的直線縱向運(yùn)動。④螺紋車削為保證主軸轉(zhuǎn)一圈，刀架移動一個導(dǎo)程，在主軸箱的左側(cè)安裝了個個光電編碼器。光電編碼器配合縱向進(jìn)給交流伺服電動機(jī)，保證主軸轉(zhuǎn)一圈，刀架移動一具導(dǎo)程（即被加工螺紋的螺距）。 4鎖緊：刀架是用類似于棘輪的機(jī)構(gòu)裝的只能沿一個方向旋轉(zhuǎn)，當(dāng)絲杠反轉(zhuǎn)時刀架不能動作，絲杠就帶著壓板向下運(yùn)動將刀架鎖緊，換刀完成（電動機(jī)的反轉(zhuǎn)時間是系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定的，不能過長不能太短，太短刀架不能鎖緊，太長電動機(jī)容易燒壞……）Ck6136適用范圍：CK6136數(shù)控車床主要用于對回轉(zhuǎn)體類的零件進(jìn)行加工，多適用于多品種、中小批量產(chǎn)品的加工，對復(fù)雜、高精度零件更顯其優(yōu)越性。Z軸，X軸運(yùn)動由伺服驅(qū)動器帶動伺服電動機(jī)實(shí)現(xiàn)。KM1，KM2為刀架正反轉(zhuǎn)交流接觸器，用于控制刀架正反轉(zhuǎn)，KM3為冷卻泵電動機(jī)交流接觸器，由主觸點(diǎn)來控制冷卻泵電動機(jī)的啟動和停止F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3為阻容吸收裝置，當(dāng)相應(yīng)的電路斷開后，吸收刀架電動機(jī)冷卻電動機(jī)及電氣柜風(fēng)扇電動機(jī)中的能量，避免產(chǎn)生過壓而損壞器件。①機(jī)床變壓器：一次側(cè)輸入380V，二次側(cè)輸出110V和24V。②系統(tǒng)變壓器：一次側(cè)輸入380V，二次側(cè)輸出220V分別為GSK928TE系統(tǒng)供電及風(fēng)扇電動機(jī)和RS232轉(zhuǎn)接口電源供電。4．控制電路分析⑴主軸電動機(jī)的控制①主軸驅(qū)動與變頻器主軸驅(qū)動系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的在功率執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其功能是接受數(shù)控系統(tǒng)（CNC）的S碼速度指令及M碼輔助功能指令，驅(qū)動主軸進(jìn)行切削加工，數(shù)控機(jī)床對主軸有較高的控制要求。變頻器是把工頻電源(50Hz或60Hz)變換成各種頻率的交流電源，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的變速運(yùn)行的設(shè)備，其中控制電路完成對主電路的控制，整流電路將交流電變換成直流電，直流中間電路對整流電路的輸出進(jìn)行平滑濾波，逆變電路將直流電再逆成交流電。變頻調(diào)速是通過改變電機(jī)定子繞組供電的頻率來達(dá)到調(diào)速的目的②主軸電動機(jī)的控制附錄圖一中合上QF2空氣開關(guān)，當(dāng)變頻器未報警，在圖六中，當(dāng)機(jī)床未壓限位開關(guān)、急停未壓下時，主軸變頻器上加380V電壓；若有主軸正轉(zhuǎn)，主軸反轉(zhuǎn)及主軸轉(zhuǎn)速指令時（手動或自動），在圖四中數(shù)控裝置輸出點(diǎn)正轉(zhuǎn)22或反轉(zhuǎn)9有效，使對應(yīng)繼電器KA2或KA3線圈通電常開觸點(diǎn)閉合，變頻器提供正反轉(zhuǎn)信號，主軸轉(zhuǎn)速指令輸出對應(yīng)于主軸轉(zhuǎn)速的直流電壓值至主軸變頻器上，主軸按指令值的轉(zhuǎn)速正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速達(dá)到指令值時，主軸變頻器輸出主軸轉(zhuǎn)速信號給數(shù)控裝置，主軸轉(zhuǎn)動指令完成。⑵伺服電動機(jī)的控制①伺服系統(tǒng)概述數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分。它忠實(shí)的執(zhí)行由數(shù)控裝置發(fā)來的運(yùn)動命令，精確控制執(zhí)行部件的運(yùn)動方向、速度與位移量。主軸驅(qū)動控制機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，為機(jī)床主軸提供驅(qū)動功率和所需的切削力。進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)一般包括速度控制環(huán)和位置控制環(huán)。CK6136主要采用半閉環(huán)控制系統(tǒng)，在伺服電動機(jī)端部安裝有編碼器引出位置采樣點(diǎn)，采樣旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行檢測，不是直接檢測最終部件的實(shí)際位置而是利用旋轉(zhuǎn)角度和絲杠的螺距關(guān)系來確定部件的位置。⑶ 刀架電動機(jī)的控制當(dāng)有手動換刀或自動換刀指令時，經(jīng)過系統(tǒng)處理轉(zhuǎn)變?yōu)榈段恍盘枺@時在附錄圖五中系統(tǒng)輸出接點(diǎn)1有效，KA4繼電器線圈通電，繼電器常開觸點(diǎn)閉合，在圖三中，KM1交流接觸器線圈通電，交流接觸器主觸點(diǎn)閉合，刀架電動機(jī)正轉(zhuǎn)，當(dāng)系統(tǒng)輸入點(diǎn)檢測到指令刀具所對應(yīng)的刀位信號時，系統(tǒng)輸出接點(diǎn)1有效撤銷，刀架電動機(jī)正轉(zhuǎn)停止。為了防止電源短路和電氣互鎖，在刀架電動機(jī)正轉(zhuǎn)繼電器線圈、接觸器線圈回路中串入了反轉(zhuǎn)繼電器、接觸器的常閉點(diǎn)；反轉(zhuǎn)繼電器、接觸器線圈回路中串入了正轉(zhuǎn)繼電器、接觸器常閉點(diǎn)。⑷冷卻泵電動機(jī)的控制當(dāng)有手動或自動冷卻指令時，這時在圖四中數(shù)數(shù)控裝置輸出點(diǎn)8有效，繼電器線圈KA1通電其常開點(diǎn)閉合使交流接觸器KM3線圈通電，其主觸點(diǎn)閉合，冷卻泵電動機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動冷卻