概 述

數(shù)控裝置是機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的核心,并對(duì)其在系統(tǒng)中的主要作用了解,由于它在整個(gè)系統(tǒng)中的重要性坎弯。

一落寡、CNC 裝置的組成

從自動(dòng)控制的角度來(lái)看,CNC 系統(tǒng)是一種位置(軌跡)控制系統(tǒng),其本質(zhì)上是以多執(zhí)行部件 ( 各運(yùn)動(dòng)軸 ) 的位移量為控制對(duì)象并使其協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)控制系統(tǒng),是一種配有專用操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)触晃。

從外部特征來(lái)看,CNC 系統(tǒng)是由硬件(通用硬件和專用硬件)和軟件(專用)兩大部分組成的执鲜。

圖5-1 CNC系統(tǒng)硬件的層次結(jié)構(gòu)

1 盘瞄、CNC 系統(tǒng)硬件的層次結(jié)構(gòu)

由計(jì)算機(jī)基本系統(tǒng)、設(shè)備支持層鲜伶、設(shè)備層三部分組成裹侍。

2 、CNC 系統(tǒng)軟件的功能結(jié)構(gòu)

從本質(zhì)特征來(lái)看,CNC系統(tǒng)軟件是具有實(shí)時(shí)性和多任務(wù)性的專用操作系統(tǒng)惨侍。從功能特征來(lái)看,專用操作系統(tǒng)由CNC管理軟件和CNC控制軟件兩部分組成驳鸿。它是CNC系統(tǒng)活的靈魂。

其結(jié)構(gòu)框圖如圖5-2 所示箱充。

3 动苍、CNC 硬件軟件的作用和相互關(guān)系

硬件是基礎(chǔ),軟件是靈魂

CNC 裝置的系統(tǒng)軟件在系統(tǒng)硬件的支持下,合理地組織、管理整個(gè)系統(tǒng)的各項(xiàng)工作,實(shí)現(xiàn)各種數(shù)控功能,使數(shù)控機(jī)床按照操作者的要求,有條不紊地進(jìn)行加工。

CNC 系統(tǒng)的硬件和軟件構(gòu)成了CNC 系統(tǒng)的系統(tǒng)平臺(tái),如圖5-3 所示桶现。

該平臺(tái)有以下兩方面的含義:

提供 CNC 系統(tǒng)基本配置的必備功能躲雅；

在平臺(tái)上可以根據(jù)用戶的要求進(jìn)行功能設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)。

二骡和、CNC 裝置的優(yōu)點(diǎn)

1相赁、具有靈活性和通用性

CNC 裝置的功能大多由軟件實(shí)現(xiàn),且軟硬件采用模塊化的結(jié)構(gòu),使系統(tǒng)功能的修改、擴(kuò)充變得較為靈活慰于。

CNC 裝置其基本配置部分是通用的,不同的數(shù)控機(jī)床僅配置相應(yīng)的特定的功能模塊,以實(shí)現(xiàn)特定的控制功能钮科。

2 、數(shù)控功能豐富

插補(bǔ)功能:二次曲線婆赠、樣條曲線绵脯、空間曲面插補(bǔ)；

補(bǔ)償功能:運(yùn)動(dòng)精度補(bǔ)償休里、隨機(jī)誤差補(bǔ)償蛆挫、非線性誤差補(bǔ)償?shù)?/p>

人機(jī)對(duì)話功能:加工的動(dòng)、靜態(tài)跟蹤顯示,高級(jí)人機(jī)對(duì)話窗口

編程功能:G 代碼妙黍、籃圖 編程悴侵、部分自動(dòng)編程功能。

3 酷雌、可靠性高

CNC 裝置采用集成度高的電子元件灌滤、芯片、采用 VLSI (超大規(guī)模集成電路)本身就是可靠性的保證游禽。

許多功能由軟件實(shí)現(xiàn),使硬件的數(shù)量減少誉芙。

豐富的故障診斷及保護(hù)功能 ( 大多由軟件實(shí)現(xiàn) ) ,從而可使系統(tǒng)的故障發(fā)生的頻率和發(fā)生故障后的修復(fù)時(shí)間降低。

4 植坝、使用維護(hù)方便

操作使用方便:用戶只需根據(jù)菜單的提示,便可進(jìn)行正確操作尿笔。

編程方便:具有多種編程的功能、程序自動(dòng)校驗(yàn)和模擬仿真功能锁销。

維護(hù)維修方便:部分日常維護(hù)工作自動(dòng)進(jìn)行 ( 潤(rùn)滑,關(guān)鍵部件的定期檢查等 ) ,數(shù)控機(jī)床的自診斷功能,可迅速實(shí)現(xiàn)故障準(zhǔn)確定位项凉。

5、易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化

數(shù)控系統(tǒng)控制柜的體積小(采用計(jì)算機(jī),硬件數(shù)量減少赦牧；電子元件的集成度越來(lái)越高,硬件的不斷減小),使其與機(jī)床在物理上結(jié)合在一起成為可能,減少占地面積,方便操作巧糖。

三、CNC 裝置的功能

CNC 裝置的功能是指滿足用戶操作和機(jī)床控制要求的方法和手段胳瑟。數(shù)控裝置的功能包括基本功能和選擇功能蜻蒋。

基本功能—— 數(shù)控系統(tǒng)基本配置的功能,即必備功能；

選擇功能—— 用戶可根據(jù)實(shí)際要求選擇的功能厢岂。

1光督、控制功能

—— CNC 能控制和能聯(lián)動(dòng)控制的進(jìn)給軸數(shù)

CNC 的進(jìn)給軸分類:

移動(dòng)軸(X 、Y 、Z )和回轉(zhuǎn)軸(A 结借、B 筐摘、C )；

基本軸和附加軸(U 船老、V 咖熟、W )。

聯(lián)動(dòng)控制軸數(shù)越多,CNC 系統(tǒng)就越復(fù)雜,編程也越困難柳畔。

2 馍管、準(zhǔn)備功能(G 功能)

—— 指令機(jī)床動(dòng)作方式的功能。

3 薪韩、插補(bǔ)功能和固定循環(huán)功能

—— 插補(bǔ)功能是數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)零件輪廓 ( 平面或空間 ) 加工軌跡運(yùn)算的功能确沸。

—— 固定循環(huán)功能是數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)典型加工循環(huán)。(如:鉆孔俘陷、攻絲境愕、鏜孔、深孔 鉆削和 切螺紋等)的功能 .

4 灶花、進(jìn)給功能

—— 進(jìn)給速度的控制功能值膝。

進(jìn)給速度 —— 控制刀具相對(duì)工件的運(yùn)動(dòng)速度,單位為 mm/min 。

同步進(jìn)給速度 —— 實(shí)現(xiàn)切削速度和進(jìn) 給速度 的同步,單位為 mm/r 艰吏。

進(jìn)給倍率(進(jìn)給修調(diào)率) —— 人工實(shí)時(shí)修調(diào)預(yù)先給定的進(jìn)給速度 。

5 拱宗、主軸功能

—— 數(shù)控系統(tǒng)的主軸的控制功能涣累。

主軸轉(zhuǎn)速 —— 主軸轉(zhuǎn)速的控制功能,單位為 r/min 。

恒線速度控制 —— 刀具切削點(diǎn)的切削速度為恒速的控制功 能菜盒。

主軸定向控制 —— 主軸周 向定位于特定位置控制的功能 蹦争。

C 軸控制 —— 主軸周 向任意位置控制的功能。

主軸修調(diào)率 —— 人工實(shí)時(shí)修調(diào)預(yù)先設(shè)定的主軸轉(zhuǎn)速 酪捏。

6 瑞捂、 輔助功能(M 功能)

—— 用于指令機(jī)床輔助操作的功能。

7 层锄、刀具管理功能

—— 實(shí)現(xiàn)對(duì)刀具幾何尺寸和壽命的管理功能酷麦。

刀具幾何尺寸(半徑和長(zhǎng)度),供刀具補(bǔ)償功能使用；

刀具壽命是指時(shí)間壽命,當(dāng)?shù)毒邏勖狡跁r(shí),CNC 系統(tǒng)將提示用戶更換刀具喉恋；

CNC 系統(tǒng)都具有刀具號(hào)(T)管理功能,用于標(biāo)識(shí)刀庫(kù)中的刀具和自動(dòng)選擇加工刀具沃饶。

8 、補(bǔ)償功能

刀具半徑和長(zhǎng)度補(bǔ)償功能:實(shí)現(xiàn)按零件輪廓編制的程序控制刀具中心軌跡的功能轻黑。

傳動(dòng)鏈誤差:包括螺距誤差補(bǔ)償和反向間隙誤差補(bǔ)償功能糊肤。

非線性誤差補(bǔ)償功能:對(duì)諸如熱變形、靜態(tài)彈性變形、空間誤差以及由刀具磨損所引起的加工誤差等,采用 AI 馆揉、專家系統(tǒng)等新技術(shù)進(jìn)行建模,利用模型實(shí)施在線補(bǔ)償业舍。

9 、人機(jī)對(duì)話功能

在CNC 裝置中這類功能有:

菜單結(jié)構(gòu)操作界面升酣；

零件加工程序的編輯環(huán)境勤讽；

系統(tǒng)和機(jī)床參數(shù)、狀態(tài)拗踢、故障信息的顯示脚牍、查詢或修改畫(huà)面等。

10 巢墅、自診斷功能

—— CNC 自動(dòng)實(shí)現(xiàn)故障預(yù)報(bào)和故障定位的功能碗品。

開(kāi)機(jī)自診斷；

在線自診斷美卒；

離線自診斷芽嗓；

遠(yuǎn)程通訊診斷。

11 轿战、通訊功能

—— CNC 與外界進(jìn)行信息和數(shù)據(jù)交換的功能

RS 232C 接口,可傳送零件加工程序班卖；

DNC 接口,可實(shí)現(xiàn)直接數(shù)控；

MAP(制造自動(dòng)化協(xié)議) 模塊载蜓；

網(wǎng)卡:適應(yīng) FMS 呆纤、CIMS 、IMS 等制造系統(tǒng)集成的要求肄绢。

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