数控机床原理第章3

第3章数控机床控制系统3.1数控系统概述3.2机床常用数控系统3.3数控机床PMC3.4数控机床的强电控制系统3.5数控机床故障的判定

3.1数控系统概述数控系统性能的优劣决定了数控机床加工效率、成形精度和运行的稳定性。数控系统可以控制机床实现二轴、三轴或多轴联动加工。加工中心与普通数控机床的区别在于有无刀库和自动换刀装置。3.1.1数控系统的计算机功能1．具有与计算机网络进行通信和联网的功能2．实现远程控制的功能3.1.2数控系统的高效加工功能1．自动原点补偿数控机床自身携带的专用位置检测工具对工件的侧边进行定长扫描（可以自动或手动），以扫描后诸点的拟合直线作为数控机床水平面内的X坐标轴的方向，数控机床的绝对坐标系同时以X轴为准进行粗加工前的位置补偿。2．高阶曲线插补通过程序段预读（1000段或更多）的方式，将折线重新拟合为曲线，数控系统以此曲线加工轨迹控制刀具的运动。3．刀具磨损补偿值记忆根据刀具的使用时间按照预定的补偿量对刀具直径和刀具的长度进行补偿。4．区域加工功能根据工序余量的特点，在加工区域中设置任意多个特定要求的加工区域，每个区域的切削参数不同。5．切削异常检出功能及寿命控制在数控系统中设置每一把刀具在正常状态下用额定切削用量工作的切削负荷。当切削负荷增加到一定程度时，数控系统会认为刀具磨损严重需要更换刀具。刀具寿命控制功能，即数控系统允许设置每一把刀具的最佳工作寿命，达到工作时间不管刀具的工作状态如何均进行刀具的自动更换。3.2机床常用数控系统3.2.1SIEMENS数控系统SINUMERIK840D共设置有10个数控通道，具有同时处理10组加工数据的能力；最多可控制24个NC轴和6个主轴。标准配备的以太网接口具有很强的通信功能。3.2.2FANUC数控系统FANUC16/18系列数控系统具有多主轴、多控制轴控制功能，数控铣床可以构成具有三轴联动和五轴联动功能的加工中心；具有与计算机联网组成柔性制造系统的能力。开发有存储卡在线DNC加工功能。FANUC数控系统及伺服系统采用3×220V、50Hz交流电源标准。3.3数控机床PMC3.3.1PMC概述PMC又称为数控机床内置式PLC，是对数控系统功能进行的二次开发。NC模块、PMC模块在数控系统中的关系如图3.3所示。

图3.3NC模块、PMC模块在数控系统中的关系3.3.2数控机床PMC的动作要求①具有加工中心的基本控制功能；②具有刀库管理和自动换刀控制功能；③具有双工作台交换功能；④具有工作台定角度分度定位控制功能；⑤具有故障诊断、显示和报警功能。在操作界面上加工中心的PMC功能可以分为两部分：报警功能部分和动作功能部分。在拟定动作功能时，应尽可能多的考虑执行该动作的安全限制条件，使特定的动作能安全、高效、顺利进行，这些限制条件应覆盖包括国家安全、劳保等法规所规定的限制条件。3.3.3PMC程序总体结构1．模块化的PMC软件开发思想每一个模块完成特定的功能。每一个子模块都可以在NC的人—机接口PLC参数设置栏中设置开关条件。2．PMC软件的总体结构（1）头文件PMC程序所需要的基本规范和数学定义等称为头文件（2）变量声明接口、变量等定义定义PMC的输入点定义PMC的输出点动作停留时间的长短、位移的距离、运动的速度等等。约定：如果参数用以表示时间，其单位时间为1/512s；如果参数用以表示长度，其单位长度为1/1000mm；如果参数用以表示速度，其单位为mm/min。（4）PMC软件组成PMC软件分为初始化、运行和关闭三个组成部分。3．加工中心的基本功能程序段加工中心的基本功能包括轴运动控制、手轮、归零、各种工作方式转换、主轴准停、手动调整操作面板的管理等功能。（1）工作方式转换程序段（2）主轴速度修调3.3.4PMC典型子模块举例Z轴去换刀位；主轴准停；刀库前进；Y轴去换刀位；X轴去换刀位；松刀吹气；主轴还刀猎后刀库退以回；计算最短拴选刀路径帅；启动刀退盘旋转霸；刀库前餐进；主轴抓签刀；X轴去刀库较安全返回租位；主轴抓德刀后刀秘库退回静；解除主喜轴准停俱。3.4拣数枪控机床舒的强电嗓控制系聪统合适的悉强电控扁制系统允，使它卸能够接佛受数控价系统发分出的弱过电信号换，并将旬弱电信习号放大嚷后去控垄制强电醉设备的刺运转。违同时，骆数控机坡床工作龄时的各裁种信号浅又可以爹用合适过的电平走回馈给慨数控系拢统。强电系统痒在设计时借应充分考怎虑避免外谜界干扰信询号的侵入三和数控机帖床本身强直电元件起辆动和停止传时可能产帮生的干扰缠。对外界约干扰信号距（如：大剃型动力机鸭械起动、洋电弧焊机且焊接时等腿）采取隔披离变压器偷或自动交殃流稳压器贞进行处理斥可以取得差良好的效尼果；对于强治电系统想内部接斥触器吸这合等产韵生的干论扰信号氧，使用逢浪涌抑拦制元件樱可以消逼除其影愤响；对舒于数控劲系统通坡信使用菌的控制僵信号电今缆使用触单端或愧两端接弃地的方肺式可以宇有效消介除电磁钥波的干守扰；数颤控机床喘的控制蓬柜一定指要良好沸接地使勿其能够衫良好屏捧蔽外部宗的电磁却干扰信煤号；在锤控制柜馒内部的胁数控系筋统和伺及服驱动稀系统等年运动控碌制系统椒也应采龟取良好杜的接地循措施伸。3.4.员1加工中话心PMC的I/O点进入PL拔C逻辑控呢制的信号过如下。1．P产LC与乡丰第二操纱作面板烘间的连侦接信号2．PL贩C与手轮色之间的连交接信号3．PL溜C与手动炊操作面板币间的连接牛信号4．PL齿C与机床档主体之间馆的连接信弦号5．P卵LC与供各轴驱煮动单元筒之间的谢连接信再号6．其葵他信号3.5择数控机否床故障的魄判定故障可惭以分为昨数控系叙统故障挨、伺服越系统故毁障、液证压系统守故障和猪机械系育统故障瓦等几种别，数控宏系统的李故障通朵常由数穗控系统鲁自身的型逻辑处臂理程序昂直接处投理。坐标轴半伺服系岭统或主热轴驱动泥系统通融常在制方造时也慰设置了杰几十甚骑至上百烛的故障去信息索。在液压系贸统和机械险系统等系扇统内部，烘设置有许企多保证系冶统稳定正详常运转的洋传感器，睬如：接近练开关、温植度传感器觉、力传感拦器、振动誉传感器以搜及过电压声、过电流应、缺相等辆检测元件到。谢谢观看/欢迎下薪载BY众FAI未TH秀IM他EAN筒A掩VIS粗ION果OF备GO烘OD柱ONE弱CH骆ERI幼SHE抬SA储ND号THE