版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
1、1第二讲第二讲 数控系统的组成及工作原理数控系统的组成及工作原理武汉船舶职业技术学院机械系 周兰数控机床与使用维修2本讲主要内容本讲主要内容lCNC数控系统基本构成数控系统基本构成 l机床数控系统的基本工作原理机床数控系统的基本工作原理 l刀具半径补偿原理刀具半径补偿原理3引言引言l计算机数控系统是一种包含计算机在内的数字控制系统。它是一种位置控制系统,主要用于控制刀具和工件之间的相对位置。l数控系统的主要工作过程是根据输入的信息(加工程序),进行数据处理(刀具长度和半径补偿)和插补运算(确定刀具或工件的运动轨迹),从而获得理想的运动轨迹信息。l为了适应工业自动化的需要以及网络、远程控制的需要
2、,CNC通常备有RS232、RS422串行通信接口,高档CNC还具有DNC或MAP接口。有些生产厂家还纷纷采用MAP工业控制网络。4一一CNC数控系统基本构成数控系统基本构成 5数控系统构成可以用下面的框图表示:数控系统构成可以用下面的框图表示: 硬件系统 微机部分 外围设备部分 机床控制部分CNC数控系统 输入数据处理程序 系统软件 插补运算程序 软件系统 速度控制程序 管理程序 诊断程序 应用软件6硬件构成(硬件构成(1 1) :l微机部分:是CNC的核心,主要由CPU、存储器和接口电路组成。lCPU由运算器和控制器组成。l运算器(ALU)主要对数据进行算术和辑运算,其电路结构如图所示。
3、7运算器工作原理图:运算器工作原理图:8硬件构成(硬件构成(2 2) :l寄存器用于存放操作数,累加器除存放运算操作数外,在连续运算中,还用于存放中间结果和最后结果。寄存器和累加器中的部分数据均从存储器中取得;累加器的最后结果也存放到存储器中。l现代计算机的运算器有多个寄存器,如8个、16个、32个等。称为通用寄存器组。设置通用寄存器组可以减少访问存储器的次数,提高运算速度。l控制器从存储器中依次取出组成程序的指令,经过译码后向数控系统各部分按顺序发出执行操作的控制信号,使指令得以执行。它一方面向各部件发出执行任务的命令,另一方面又接受执行部件的反馈信息。其电路结构如图示9控制器结构简图:控制
4、器结构简图:10硬件构成(硬件构成(3 3) :l外围设备主要包括操作面板、键盘、显示器、光电阅读机、纸带穿孔机和外部存储器等。l操作面板:由于不同数控机床的动作不同,所配备的操作面板是不同的。一般操作面板具有如下按钮和开关:l进给轴手动控制按钮,用于手动调整时移动各坐标轴。l主轴启停与主轴倍率选择按钮:用于主轴的启停与正、反转以及主轴调速。自动加工启停按钮:用于自动加工过程的启动于停止。l条件程序段选择开关:用于条件程序段是否执行。l倍率选择开关:用于选择进给速度的倍率及点动量。l另外还有一些状态指示等、报警装置等。11硬件构成(硬件构成(4 4) :l机床数控系统 主要是通过对伺服机构的控
5、制来实现对机床移动部件的控制。包括速度和位移的控制以及它们反馈装置的控制。12软件构成(软件构成(1 1):): l输入数据处理程序:接受加工程序,对程序进行译码,对数据进行处理。加工程序给定的是待加工工件的轮廓,而实际上,应该控制刀具中心的运动轨迹。这就存在一个轮廓转换的问题。只要告诉系统所使用的刀具并将刀具相应的参数输入系统中,该转换工作由输入数据处理程序自动完成。13软件构成(软件构成(2 2):): l插补程序:根据加工程序所提供的加工信息,如曲线的种类(直线、圆弧或其它曲线)、起终点(直线的起点、终点,圆弧的起点、终点及圆心)、加工方向(顺时针、逆时针),对这些信息进行插补运算,决定
6、每一个脉冲到来时的移动方向及步长,以及曲线与曲线之间如何过渡等。14软件构成(软件构成(3 3):): l速度控制程序:根据给定的速度值控制插补运算的频率,保证预定的进给速度。并能根据反馈值的正与负自动地调节速度的大小。15软件构成(软件构成(3 3):): l速度控制程序:根据给定的速度值控制插补运算的频率,保证预定的进给速度。并能根据反馈值的正与负自动地调节速度的大小。l管理程序:负责对数据输入、数据处理、插补运算等各种程序进行调度管理;对诸如面板命令、时钟信号、故障信号等引起的中断进行处理;子程序的调用;共享资源的分时享用等。l诊断程序:通过识别程序中的一些标志符来判断故障的类型和所在地
7、。16二机床数控系统的基本工作原理二机床数控系统的基本工作原理171 数控系统工作原理框图:数控系统工作原理框图:18程序的输入:程序的输入: l分为手动输入和自动输入两种方式。手动输入通常用键盘输入;自动输入可用穿孔纸带、磁带或用通讯的方式。19译码:译码: l主要是将标准程序格式翻译成便于计算机处理数据的格式(高级语言机器语言)。20三、三、刀具半径补偿刀具半径补偿21补偿的类型:补偿的类型:l分为左补偿和右补偿两种情形。l刀具半径左补偿:沿着加工方向,当刀具位于工件左侧时,称刀具半径左补偿。加工时用G41指令调用。l刀具半径右补偿:沿着加工方向,当刀具位于工件右侧时,称刀具半径右补偿。加
8、工时用G42指令调用。 22刀具半径补偿图例:刀具半径补偿图例:23刀具补偿的步骤:刀具补偿的步骤: l刀具半径补偿的建立:刀具由起刀点以进给速度接近工件,刀具中心在法线方向与待加工工件偏离一刀具半径。偏置方向由G41及G42确定。l刀具半径补偿的进行:一旦建立刀补,刀具始终偏离工件轮廓一定距离,直到取消刀补为止。l刀具半径补偿的取消:刀具撤离工件,回到退刀点,取消刀具半径补偿。退刀点应位于零件轮廓之外,可以与起刀点相同,也可以不相同。l 24刀具半径补偿图例:刀具半径补偿图例:25刀具半径补偿示例:刀具半径补偿示例:lO0010l N10 G98 G40 G21; (程序初始化)l N20
9、T0101; (转1号刀,执行1号刀补)l N30 M03 S1000; (主轴按1000rrain正转)l N40 G00 X00 Z100; (快速点定位)l N50 G42 G01 X00 Z00 F100 (刀补建立)l N60 X400;l N70 Z-180; (刀补进行)l N80 X800;l N90 G40 G00 X850 Z100; (刀补取消)l N100 G28 U0 W0; (返回参考点)l N110 M30;263刀具半径补偿原理(刀具半径补偿原理(1):):l基本思想:刀具半径补偿的计算就是根据零件轮廓和刀具半径值计算出刀具中心的运动轨迹。对于数控系统来说,工件
10、轮廓主要是直线和圆弧或将其它轮廓用极限的方法转换成直线或圆弧。对直线轮廓而言,刀补中心轨迹是一条平行于工件轮廓且与轮廓等长的直线,用两点(起点、终点)即可决定其直线方程;对圆弧轮廓而言,刀补中心轮廓应是一条与工件轮廓同心且包角相同的一段圆弧,用刀补圆弧的起点、终点坐标及圆弧半径即可决定该圆弧方程。273刀具半径补偿原理(刀具半径补偿原理(2):):l切直线时刀补的计算:设上段程序加工完成后,刀具中心位于O,现需计算刀补后直线终点的坐标(X,Y)。设终点刀具半径偏置矢量投影坐标为(X,Y),则有左边的表达式。l此为第一象限的公式,其它象限公式仅为符号差别。 22222222cossinYXXRY
11、YYXYRXXYXXRRYYXYRRXYYYXXX283刀具半径补偿原理(刀具半径补偿原理(3):):l切圆弧刀补计算:设上段程序加工完成后,刀具中心位于,设在两坐标轴上的投影为(X,Y),则有左边的表达式。l 实际上,无论是直线加工,还是圆弧加工,对于具备刀具半径功能的系统,这种复杂的计算都由数控系统自动完成,用户只需根据工件轮廓进行编程即可。22222222ooooooooooeeeeeeeeeeeeeeYXYRYYYXXRXXYXYRYYYXXRXXYYYXXX29C刀具补偿原理(刀具补偿原理(1)l上面讨论的是单段轮廓的刀补情况,通常工件轮廓由多段曲线组成,如直线与直线、直线与圆弧、圆
12、弧与圆弧、圆弧与直线等,这就存在一个轮廓交接处如何过渡的问题。C刀具补偿能自动地处理两段程序之间的刀具中心轨迹的转接,编程人员完全按工件轮廓编程。30C刀具补偿原理(刀具补偿原理(2)l图例给出了左刀补和右刀补时轮廓过渡处的处理情形。从图可以看出:轮廓过渡时,为了避免过切或间断,需要采用缩短、延长或插入的方式。31C刀具补偿原理图(刀具补偿原理图(1)32C刀具补偿原理图(刀具补偿原理图(2)33C刀具补偿原理(刀具补偿原理(3)l数控系统的工作方式 C刀具补偿是在插补和控制的间隙进行刀补计算的,通过设置多个缓存,采用流水作业的方式才能提高计算速度,满足高速加工的需要。如图所示。34C功能刀补计算流水作业框图:
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 2024公司知识产权保密合同范本
- 2024人事个人代理合同书
- 水库清淤合作合同范本
- 《供热工程》笔记
- 心得体会之暑期社会实践心得电视台暑期社会实践活动心得
- 春节作文之春节和圣诞节的异同英语作文
- 网络信息安全知识竞赛试题(附答案)
- 老师作文之我的老师死了作文
- 安徽省长丰县2024-2025学年高中政治 第六课 第二框 在实践中追求和发展真理教案 新人教版必修4
- 互换性与测量技术考卷08A答案
- 四川省公需科目2024年度数字经济与驱动发展考试题库及答案
- 教育家精神专题讲座课件
- 打击整治网络谣言
- 漫展活动计划书
- 教科版三年级综合实践活动上册全册教案
- 籍贯对照表完整版
- EN779-2012一般通风过滤器——过滤性能测定(中文版)
- 外贸中英文商业发票
- 北京某养老院监理大纲
- 西城区学习探究诊断七年级上
- 申报中学物理高级教师职称述职报告
评论
0/150
提交评论