第二章 数控技术第二章补充材料
数控技术第2章
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生产类型及其工艺特征
生产类型 工艺过程特点
工件的互换性
单件生产
一般的配对制造,没有互换 性,广泛用钳工修配
成批生产
大部分有互换性,少数用钳工 修配
大量生产
全部有互换性。某些精度较高 的配合件用分组选择装配法 铸件广泛采用金属模机器造 型,锻件广泛采用模锻,以及 其它高生产率的毛坯制造方法。 毛坯精度高,加工余量小 广泛采用高生产率的专用机床 自动机床。按流水线形式排列 广泛采用高生产率夹具,靠夹 具及调整法达到精度要求 广泛采用高生产率刀具和量具 对操作工人的技术要求较低, 对调整工人的技术要求较高 有详细的工艺规程
D<20mm的孔一般采用钻、扩、铰;
D>20mm的孔采用钻、扩、镗或粗镗、半精镗、精镗加工; 有些盘类的孔采用拉削加工。
精度要求高的孔有时采用磨削加工。
常用的孔加工方案
2.4 零件机械加工工艺规程 2.4.1 制订工艺规程的步骤
1. 工艺规程是一切有关的生产人员都应严格执行、认真贯彻的 纪律性文件。 2.制订工艺规程的步骤 (1)分析研究产品的装配图和零件图。 (2)确定毛坯。 (3)拟订工艺路线,选择定位基面。 (4)确定各工序所采用的设备。 (5)确定各工序所用的刀具、夹具等。 (6)确定各主要工序的技术要求及检验方法。 (7)确定各工序加工余量,计算工序尺寸及公差。 (8)确定切削用量。 (9)确定工时定额。 (10)填写工艺文件。
2.2 机床夹具概述 用以装夹工件(和引导刀具)的装置统称为夹具。 夹具通常由以下几部分组成: (1)定位元件 确定工件在夹具中正确位置。 (2)夹紧装置 作用是将已经定位好了的工件压紧、夹牢。 (3)对刀一导向元件 确定工件与刀具相对位置的正确性。 (4)连接元件 确定夹具与机床工作台或主铀的相互位置。 (5)夹具体 它是连接夹具所有的元件和部件的基础件。 (6)其它元件和装置 有些夹具采用分度装置、上下料装置、排 屑装置、顶出器等。
数控技术讲义课件(ppt 37页)
度已由±10μm提高到±5μm,精密级加工中心的加工精度则从±3~5μm,提高到
±1~1.5μm
Ra
δ
Vf
VC
25 0.10 20 0.08
Ra
15 0.06 10 0.04
5 0.02
10000 2500 8000 2000
δ
6000 1500
VF VC 4000 1000
2000 5000
1993
数字制造就是用数字的方式来存储、管理和传递制造过程中的所有信息。 在计算机世界里,可以产生各种各样的信息,并把物理过程虚拟化;DNC还可以 对CAD/CAPP/CAM以及CNC的程序进行传送和分级管理。DNC技术使CNC与通信网络 联系在一起, 还可以传送维修数据,使用户与数控生产厂家直接通信;进而把 制造厂家联系在一起,构成虚拟制造网络。现在的问题是,如何把这些信息从 计算机“下载”到生产线,在生产过程中利用这些信息控制机器,生产出合格 产品;这个全过程就是数字制造。
计算机数控CNC
一种控制系统,它自动读入 载体上的数字信息,经过 译码,控制机床运动。整 个系统包括信息输入、运 算和控制、进给伺服驱动 和主轴驱动以及机电接口 等。其中运算和控制部分, 是数控系统的核心,称为数 控装置NCU 。以计算机系 统为主构成的数控系统, 运算和控制部分是一个专 用的计算机,也称为计算 机数控CNC。数控装置有时 也简称为数控系统。
点位控制数控机床
第1章 概 述
直线控制数控机床
第1章 概 述
轮廓控制数控机床
第1章 概 述
1.2.2 按伺服系统的类型分类 1. 开环控制数控机床
第1章 概 述
2. 闭环控制 数控机床
第1章 概 述
数控机床编程技术习题答案
全国高等职业教育示范专业规划教材数控技术专业国家精品课程配套教材《数控机床编程技术》课后习题答案董兆伟主编机械工业出版社第1章数控机床编程基础1.数控加工的过程如何?首先对零件图纸进行工艺性分析,根据零件的形状、尺寸和技术要求等,确定加工方案。
编制数控加工程序,输入到数控机床的数控装置中,数控装置对程序进行译码、运算和逻辑处理后,以脉冲的形式对伺服机构和辅助装置发出各种动作指令,伺服机构将来自数控装置的脉冲指令进行放大并转换成机床移动部件的运动,使刀具与工件及其他辅助装置严格地按照加工程序规定的顺序、轨迹和参数有条不紊地工作,从而加工出零件。
2.数控机床是由哪几个部分组成的?各部分的作用是什么?数控机床是典型的机电一体化产品,主要由程序载体、输入/输出装置、数控装置、伺服系统、反馈装置和机床本体等几部分组成。
⑴程序载体人和数控机床联系的媒介物(也称程序介质、输入介质、信息载体)控制介质可以是穿孔带,也可以是穿孔卡、磁带、磁盘或其他可以储存代码的载体,有些直接集成在CAD/CAM 中。
⑵输入输出装置输入输出装置是机床与外部设备的接口,主要有纸带阅读机、软盘驱动器、RS232C串行通信口、MDI方式等。
⑶数控装置数控装置是数控机床的中枢,在普通数控机床中一般由输入装置、存储器、控制器、运算器和输出装置组成。
数控装置接收输入介质的信息,并将其代码加以识别、储存、运算,输出相应的指令脉冲以驱动伺服系统,进而控制机床动作。
⑷伺服系统其作用是把来自数控装置的脉冲信号转换成机床移动部件的运动,包括信号放大和驱动元件。
其性能好坏直接决定加工精度、表面质量和生产率。
⑸检测反馈系统其作用是对机床的实际运动速度、方向、位移量以及加工状态进行检测,将测量结果转化为电信号反馈给数控装置,通过比较,计算实际位置与指令位置之间的偏差,并发出纠正误差指令。
⑹机床本体机床本体是数控机床的主体,由机床的基础大件(如床身、底座)和各运动部件(如工作台、床鞍、主轴等)所组成。
数控技术第2章2.1节
2.3 数控机床的坐标系与工件坐标系
机床原点 • 机床坐主标要系内的容 零点。这个原点是在机床调试 完成后便确定了,是机床上固有的点。 • 机床原点的建立:用回零方式建立。 • 机床原点建立过程实质上是机床坐标系建立 过程
2.3 数控机床的坐标系与工件坐标系
机床坐标主要系内容 • 以机床原点为坐标系原点的坐标系,是机 床固有的坐标系,它具有唯一性。 • 机床坐标系是数控机床中所建立的工件坐 标系的参考坐标系。
➢相关概念 刀位点 对刀点
选择对刀点的原则: • 选在零件的设计基准 或工艺基准上,或与 之相关的位置上。 • 选在对刀方便,便于 测量的地方。 • 选在便于坐标计算的 地方。
换刀点(与换刀位置的区别)
2.4 数控加工的工艺分析和数控加工方法 刀位点:用于确定刀具在机床坐标系中位置的 刀具上的特定点。
• 右手螺旋法则:在X Z平面,从Z至X,姆指 所指的方向为+y。
2.2 数控机床的坐标系
➢回转坐标 A、B、C
+Z 主要内容 +Y
+C/
+X/
+Z +A
+C/
+X/ +Y/
2.3 数控机床的坐标系与工件坐标系
主要内容
➢ 机床原点与机床坐标系 • 原点---机床或工件坐标系的原点 • 轴 ---X/Y/Z、 A/B/C、 U/V/W • 单位---编程单位
160 XY Z A
电源
报警
方式选择
进给修调
主轴修调
机床 NC 超程 主轴
超程解除
Y
10
100
循环驱动 进给保持 冷却液开关 刀松/刀紧 X
Z1
数控编程学习指导书
《数控编程》学习指导书易守华编长沙市航天工业学校机械教研室《数控编程》学习指导一、课程简介数控机床是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密机械等高新技术的产物,是典型的机电一体化产品,是现代制造技术的核心设备,该装备的先进程度和数量代表了一个国家的制造业综合水平。
发展数控机床是当前我国机械制造业技术改造的必由之路,是未来工厂自动化的基础。
随着数控机床的大量使用,急需培养大批能熟练掌握现代数控机床编程、操作、维修的人员和工程技术人员。
《数控编程》这门课程是数控专业最核心的课程,是数控专业必修的一门专业技术课,主要讲述数控编程基础及数控工艺、数控车床、数控铣床、数控加工中心的手工编程方法。
二、教材分析所用教材为由机械工业出版社出版全国数控培训网络天津分中心编写的《数控编程》教材,针对我校中专生的知识基础和现状,对本书内容作了适当增删和顺序调整。
本教材共分七章,主要讲授第一、二、三、四、五、六章,第二和第三章的部分内容放在具体的编程实例中讲解,第七章自动编程(MASTER CAM)知识将另外开设一门课,故在此不作讲解。
本教材主要讲授的重点放在数控编程基础及数控工艺、数控车床编程、数控铣床及加工中心编程四大块上,侧重理论与实践紧密结合,注重实效,难点为零件工艺的制定。
三、课程学习目标和教学要求1、目标.通过本课程的学习学生应掌握数控编程所必须的基本理论、基本知识和基本技能,为以后参加实际工作打下必要的技能基础。
2、教学要求(1)理解数控编程的相关基本概念及基本理论(2)掌握数控加工的工艺特点与解决方法(3)掌握编程中数学处理的基本知识及一定的计算机处理方法的知识(4)掌握数控车床、数控铣床、数控加工中心的常用编程指令、编程方法及编程特点。
(5)掌握调试加工程序,参数设置、模拟调整的方法(6)了解数控机床的基本构造本课程实践性强,学习时应注意联系实际,完成必要的实验项目,并保证及时完成习题和作业。
四、单元学习目标第一章绪论本章主要介绍数控编程的概念、内容与步骤、数控编程的种类;数控编程中有关标准及代码、程序的结构与格式、机床坐标系与运动方向;数控系统的准备功能与辅助功能。
机床数控技术完整版课件全套ppt教程合集最全
二、 数控机床的发展过程
7
随着微电子技术和计算机技术的不断发展,数控技术也随之不断更新, 先后出现了计算机直接数控(DNC)、柔性制造系统(FMS)和计算机集成制造系统
(CIMS)等先进制造系统 数控技术的发展速度非常迅速,计算机数控在制造领域的加工优势进一步被突出体现
出来。
三、我国数控机床的发展概况
四、 按进给伺服系统的类型分类
27
按有无位置检测装置可分为:
开环数控系统 闭环数控系统
四、 按进给伺服系统的类型分类
28
按检测装置的安装位置可分为:
全闭环数控系统 半闭环数控系统
(按检测装置的安装位置)
全闭环和半闭环
三、按加工方式分类
29
(1)开环数控系统 没有位置检测装置,信号流是单向的(数控装置→进给系统),故系统的稳定性好。
三、按加工方式分类
25
按加工方式的不同,常将数控机床分为两种:一般数控机床和加工中心机床。 (1)一般数控机床 最常见的有数控车床、数控钻床、数控铣床、数控镗床、数控磨床、数控齿轮加工机床等。 这类数控机床的特点与传统机床相似,但具有很高的精度,较高的生产率和较高的自动化程 度,适合于加工单件、小批量、高精度和复杂形状的工件。 由于一般的数控机床不带刀库,只能实现一道工序中的自动化。当改变工序时,需要人工完 成刀具的更换和调整等工作,阻碍了生产率的进一步提高。
二、按控制方式分类(按控制系统的功能)
23
(3)轮廓控制数控机床 轮廓控制数控机床的特点是能够同时对两个及 以上的坐标轴进行加工控制。 加工时不仅能控制起点和终点的坐标,而且能 控制整个加工过程中每一刀位点的坐标和速度,即控 制刀具运动轨迹,将工件加工成所需的特定轮廓形状。
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航空航天领域
航空航天零件具有复杂形状和 高精度要求,数控技术可以满 足其加工需求。
汽车制造领域
汽车制造中需要大量的零部件 加工,数控技术可以提高生产 效率和降低成本。
其他领域
如模具制造、能源装备等领域 也可以应用数控技术,提高生
产效率和产品质量。
02
数控机床结构与分类
数控机床的结构特点
高刚度
为确保加工精度和稳定 性,数控机床采用高刚
度材料和结构。
高精度
通过先进的制造工艺和 装配技术,实现高精度
加工。
高速度
采用高性能伺服驱动系 统和高速主轴,提高加
工效率。
高自动化
配备自动换刀装置、自 动排屑装置等,实现自
动化加工。
数控机床的分类方法
按工艺用途分类
如数控车床、数控铣床、数控磨床等。
F指令
02
用于设定进给速度。
T指令
03
用于选择刀具和设定刀具补偿值。
数控编程的常用指令与格式
地址符+数字
如G01 X100 F100,表示以F100的 进给速度,沿X轴方向直线插补到 X=100的位置。
程序段格式
一个完整的程序段由若干个字组成, 每个字由地址符和数字组成,程序段 结束以分号或回车符表示。
数控ppt课件完整版
contents
目录
• 数控技术概述 • 数控机床结构与分类 • 数控编程基础 • 数控加工工艺与刀具选择 • 数控机床操作与维护 • 数控技术发展趋势与展望
01
数控技术概述
数控技术的定义与发展
数控技术的定义
数控技术的现状与趋势
采用数字化信息对机床运动及其加工 过程进行控制的技术。
数控技术第二章讲义.
N003 G00 X-20 Y0 M02 LF
数 控 技 术
第 二 章 数 控 程 序 编 制
2-3 数控程序编制
用绝对坐标编程 N001 G92 X0 Y18 LF
数 2-3 数控程序编制 控 技 二、数控加工程序段格式及程序结构 术 程序段格式
字地址格式(需要地址判别电路)
2018年11月7日
第 二 章 数 控 程 序 编 制
N001 G90 G01 X200 Y300 F15 S32 T01 M03 LF N002 N003 X250 Y350 LF G00 X0 Y0 M02 LF
第 二 章 数 控 程 序 编 制
2-2 数控机床加工的工艺分析
2018年11月7日
一、选择合适的对刀点和换刀点
刀位点:刀具上的几何参考点
对刀点:数控加工时刀具相对零件的运动
起点,也是程序的起点
换刀点:为实现刀具交换所确定的空间参考点
数 控 技 术
第 二 章 数 控 程 序 编 制
2-2 数控机床加工的工艺分析
数 控 机 床
图2-1 数控程序编制
数 2-1 概述 控 技 二、程序编制的方法 术
手工编程(简单零件的数控编程)
2018年11月7日
第 二 章 数 控 程 序 编 制
APT语言自动编程
基于CAD/CAM的自动编程系统
Pro/E
UG Ideas
MasterCAM CAXA
数 控 技 术
适用于加工余量大且又不均匀的零件表面加工三种方式
数 控 技 术
2-3 数控程序编制
一、数字控制的标准代码
2018年11月7日
EIA(Electronic Industries Association)代码
数控技术课件 第二章
2.1.1 数控编程的过程及方法
1.数控机床编程的内容与步骤 •数控编程的内容:分析被加工零件的零件图,确定加工工 艺过程,数值计算,编写程序单,输入数控系统,程序校 验和首件试切等。 •数控编程的步骤:
(1)分析零件图纸 对工件材料、形状、尺寸精度及毛坯形状 和热处理的分析,确定工件在数控机床上进行加工的可行性。 (2)工艺处理 制定数控加工工艺除考虑通常的一般工艺原则 外,还应考虑充分发挥所有数控机床的指令功能;正确选择对 刀点;尽量缩短加工路线,减少空行程时间和换刀次数;尽量 使数值计算方便,程序段要少等。 (3)数值计算 主要计算零件轮廓相邻几何元素的交点(或切 点)的坐标值,得出各几何元素的起点、终点和圆弧的圆心坐 标。
程序段中不同的指令字符及其后续数值确定了每个指令 字的含义。在数控程序段中包含的主要指令字符如表2.1所示。
2. 数控标准的内容: 数控的名词术语; 数控机床的坐标轴和运动方向; 数控机床的字符编码(ISO代码、EIA代码) 数控编程的程序段格式; 准备机能(G代码)和辅助机能(M代码); 进给功能、主轴功能和刀具功能。
淮海工学院
2.指令字的格式
一个指令字由地址符(指令字符)和带符号(如定义尺寸 的字:X-100)或不带符号(如准备功能字G代码:G01)的 数字组成。
掌握数控机床的坐标和运动方 数控机床的坐标和运动方
数控机床坐标系 向规定;
向规定;
掌握标准坐标系规定。
标准坐标系规定。
程序编制中的数 值计算
了解基点和节点坐标的计ຫໍສະໝຸດ 方法。基点坐标的计算; 节点坐标的计算。
了解数控加工工艺的基本特点和 数控加工工艺的基本特点和
内容;
基本内容;
程序编制中的工艺 了解机床的选用、工序与工步的 机床的选用、工序与工步的
数控技术第2章2.3节
7
2.3 编程应用举例
车床加工典型零件
20
2 45 2 45 10
100
50
8
2.3 编程应用举例
直线------G01
X
Z
W
B 切削起点
1R
A
循环起点
2F
切削终点 3F C
4R U/2
退刀点
D X/2
Z
格式:
• G81 X__Z__F__ 说明:
• X、Z:绝对值编程时,为切削终点C在工件坐标系下的坐标;
• 增量值编程时,为切削终点C相对于循环起点A的有向距离,其 符号由轨迹1和2的方向确定。
• 该指令执行上图所示A→B→C→D→A的轨迹动作
直线-外圆、端面
G92X20 Z100 G01 Z0
20
直线-外圆+锥形
G92X10 Z100 G01 X20 Z0
20
10
9
2.3 编程应用举例
G01应用示例
%3305
G92 X100 Z10
; 定义对刀点位置
G00 X16 Z2 M03 ;移到倒角延长线,Z轴2mm处
G01 U10 W-5 F300 ;倒3×45°角,直径编程模式,X移动量10/2,Z移动量-5
Z-48;
加工Φ26外圆
U34 W-10; 切第一段锥
U20 Z-73; 切第二段锥
X90;
退刀
G00 X100 Z10; 回对刀点
M05;
2021优选数控技术第2章(2)课件ppt
倒角
N04 U0 W-59.0;
切φ47.8圆
N05 X50.0 W0;
切圆锥小头
N06 X62.0 W-60.0;
N02 G91 T1 M06;
换刀
N03 M03 S600;
主轴启动
N04 G43 H01;
设置刀具补偿
N05 G99 G82 X120.0 Y80.0 Z-21.0 R-32.0 P2000 F1000; 钻孔A
N06 G99 G81 X30.0 Y-50.0 Z-38.0 R-32.0; 钻孔B
N07 G98 G82 X50.0 Y30.0 Z-25.0 R-32.0 P2000; 钻孔C
N08 G00 X-200.0 Y-60.0 H00; 返回起刀点
N09 M05;
N10 M02;
程序结束
(二)车削程序
1. 车削加工程序的特点 (1)坐标的取法及坐标指令。数控车床径向为x
轴、纵向为z轴。x和z坐标指令,在按绝对坐标 编程时使用代码X和Z,按增量编程时使用代码 U和W 。切削圆弧时,使用I和K表示圆心相对 圆弧起点的坐标增量值或者使用半径R值代替I 和K值。在一个零件的程序中或一个程序段中, 可以按绝对坐标编程,或增量坐标编程,也可 以用绝对坐标与增量坐标值混合编程。
式中 vf为进给速度,f为进给量,n 为主轴转速(r/min)。
第四节 数控加工程序实例
(一)钻孔加工程序
1.孔加工程序的特点
(1) 编程中坐标性质(指绝对坐标或相对坐标) 的选择应与图纸尺寸的标注方法一致,这样可 以减少尺寸换算和保证加工精度;
(2) 注意提高对刀精度,如程序中需要换刀, 在空间允许的情况下,换刀点应尽量安排在加 工点上;
机床数控技术课件
机床数控技术课件一、概述机床数控技术是现代制造业的核心技术之一,是现代机械制造业实现自动化、数字化、智能化改造的关键。
本次课件的主要内容将围绕机床数控技术的相关知识展开。
机床数控技术,简称数控技术,是指通过数字化信息对机床进行操作和控制的一种技术。
它将传统的机械加工与计算机技术、电子技术、自动化技术相结合,实现了机床加工过程的自动化和智能化。
数控技术的应用范围非常广泛,包括航空航天、汽车制造、模具制造、五金加工等领域。
随着科技的发展,数控技术不断更新换代,从最初的简单数控系统发展到现在的多功能、智能化数控系统,其技术水平和应用范围得到了极大的提高。
数控技术的出现大大提高了机械加工的生产效率、加工精度和加工质量,同时也降低了工人的劳动强度,为企业的发展带来了巨大的经济效益。
1. 数控技术的定义与发展历程全称为数字控制技术,是现代制造业中不可或缺的核心技术之一。
它通过计算机程序控制机床的运动和操作,实现对机械零件的高效、高精度加工。
数控技术就是使用数字化的信息对机床进行操作和控制的技术。
数控技术的发展历程可以追溯到上个世纪。
初期的数控技术是在传统机床的基础上,通过电子元件的控制实现简单的自动化操作。
随着计算机技术的飞速发展,数控技术也迎来了巨大的变革。
计算机的出现使得数控系统能够实现更为复杂的运算和控制功能,从而大大提高了机床的加工精度和效率。
自上世纪中叶以来,数控技术经历了多次技术革新。
从初期的模拟控制到数字控制,再到计算机数控(CNC),以及现代的智能数控技术,每一步发展都标志着制造业技术的一次飞跃。
特别是近年来,随着工业互联网、大数据、人工智能等新一代信息技术的兴起,数控技术正在向智能化、网络化、集成化的方向发展。
数控技术的应用范围也越发广泛。
从最初的机械加工领域,逐步扩展到焊接、装配、检测等制造全过程。
不仅在传统的制造业中,数控技术发挥着重要的作用,在航空航天、汽车制造、模具制造等高端制造业领域,数控技术更是不可或缺的关键技术。
数控技术第2章2.3节
G01应用示例
%3305 G92 X100 Z10 ; 定义对刀点位置 G00 X16 Z2 M03 ;移到倒角延长线,Z轴2mm处 G01 U10 W-5 F300 ;倒3×45°角,直径编程模式,X移动量10/2,Z移动量-5 Z-48; 加工Φ26外圆 U34 W-10; 切第一段锥 U20 Z-73; 切第二段锥 X90; 退刀 G00 X100 Z10; 回对刀点 M05; 主轴停
0.5mm,Z向精车余量为0.25mm。毛坯为Φ160的棒料。
X
1
刀具当前位置
160
120
80
40
110
88
O
Z
60
10 10 10 20 20 190
0.25
25
2.3 编程应用举例
N40 G00 X176.0 Z130.25; N50 G72 U1.0 R0.3;
X N60 G72 P70 Q120 U1.0 Z0.25 F0.3 S500;
2.3.1 车削加工编程举例 数控车床 立式数控车床(回转直径较大的盘类零件) 卧式数控车床(轴向尺寸较长或小型盘类零件)
卧式数控车床
单主轴单刀架
双主轴双刀架
3
2.3 编程应用举例
数控车削主要适合对象:
1.高精度回转零件 2.零件廓形复杂或难于控制尺寸的回转体零件 3.表面形状复杂的回转体零件 4.带特殊螺纹的回转零件(导程不一样)
150 140 65 40
起点 终点 5
45
2
85
20 20 10 20 230
30
30 10
2
23
110
Z
2.3 编程应用举例
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一. IPC5313并行输入 / 输出接口卡基本参数:四个已经设计好的口地址:0X150,0X151,0X152,0X153, 0X 表示是用16进制数表示。
每个口地址有8根数据线:0x150口:1,2,3……8号数据线,9,10号地线内部连接在一起,为1,2,3,4,5,6,7,8号数据线的地线;0x151口:11,12,13……18号数据线,19,20号地线内部连接,为该数据现的地线,0x152口:21,22,23……28号数据线,29,30号地线内部连接,为该数据现的地线,0x153口:31,32,33……38号数据线,39,40号地线内部连接,为该数据现的地线。
各个口的8条数据线依次分别对应8位数据位:D7,D6,D5,D4,D3,D2,D1,D0。
编程时按位控制,这8位数据位分别对应8条数据线,控制外设。
IPC5313 并行输入 输出卡二 . 计算机持续信号、脉冲信号控制强电原理、测试与故障维修图2-1 计算机持续信号控制强电方案(a)主电路图 (b)控制电路 (c)计算机接口电路(1)如图2-1-5所示为主电路、控制电路和计算机接口电路图,计算机向D1、D2引脚发出低电平,再向D0引脚发出高电平,则直流继电器线圈J1带电,J2、J3不带电,常开触点J2、J3断开,J1闭合,交流接触器KM1线圈带电,其常开触点闭合,电机M正转。
(2)计算机向D0、D2引脚发出低电平,再向D1引脚发出高电平,则直流继电器线圈J1和J3不带电,常开触点J1断开,而线圈J2带电,常开触点J2闭合,交流接触器KM2线圈带电,其常开触点闭合,电机M反转。
(3)计算机向D0、D1发出低电平,向D2发出高电平,则直流继电器线圈J1、J2不带电,J3带电,常开触点J1、J2均断开,交流接触器KM1和KM2线圈均不带电,其常开触点断开,电机M停转。
持续信号控制若仅仅为了控制电机通断电,J3就没有必要接,若还有其他互锁等控制,就接上J3,数控系统设计上充分为用户提供多功能需求。
按上述三种情况计算机向D0、D1发出信号后,一直保持不变才能保证电机运行状态不变,即叫持续信号控制方案。
数控机床上计算机用持续信号控制主轴电机正转指令M03、反转指令M04、停转指令M05,其原理就是如图2-1所述的原理。
三. 计算机脉冲信号控制强电方案(1)主电路如图2-1(a),控制电路和计算机接口电路如图2-2(a)(b)所示,计算机向D1、D2引脚发出低电平后,再向D0引脚发出高电平,则直流继电器线圈J2、J3不带电,而J1带电,常开触点J1闭合,交流接触器KM1线圈带电,其辅助常开触点自锁,主触点KM1闭合,电机M正转,这时再向D0位发出低电平,芯片和J1均不带电,但因自锁电机一直正转。
(2)计算机向D0、D1位发出低电平,再向D2位发出高电平,则直流继电器线圈J1、J2不带电,而J3带电,常闭触点J3断开,交流接触器KM1、KM2线圈不带电,电机M停转。
(3)计算机向D 2、D 0发出低电平,向D 1位发出高电平,常闭触点J3和常开触点J2闭合,交流接触器KM2线圈带电,辅助常开触点KM2自锁,电机M 反转,计算机再向D 2位发出低电平,芯片和线圈J2均失电,但因自锁电机一直反转。
J1和J2互锁,控制程序又互锁,按上述三种情况计算机向D 0、D 1、D 2位发出高电平后,电机运转又发低电平并且时间很短,电机运行状态不变,即叫脉冲信号控制方案。
四. 采用过零型固态继电器、交流接触器的计算机控制强电原理与故障维修如图2-4所示,固态继电器输入端接入0V,输出端就断开;输入端接入3~32V 直流电压,输出端就导通可以接通高达380V 的交流电压,输入端接入3~32V 由计算机控制实现,即实现了计算机控制强电,D0 D1 D2引脚8是+24V 的地,也是计算机口地址的地,即D 0、D 1 的地ULN200312 34 56 7 81615 14 13 12 11 10 9J1+24VJ2J3图2-3 固态继电器输入3-32V主电路如图2-1(a),控制电路和计算机接口电路原理如图2-4所示,工作原理如下: 计算机向D1位发出低电平,向D0位发出高电平,固态继电器SSR1的输出端导通,交流接触器线圈KM1带电,主触点KM1闭合,电机正转;计算机向D0位发出低电平,向D1位发出高电平,固态继电器SSR2输出端导通,交流接触器线圈KM2带电,主触点KM2闭合,电机反转;计算机向D1、、、D0位都发出低电平,固态继电器SSR1、SSR2输出端都不导通,交流接触器线圈KM1、KM2不带电,电机停转。
如图2-5所示,对小功率电动机,可以直接用固态继电器输出端接通三相交流电实现对电机的控制。
计算机向D0、、D1、、D2位发出低电平,再向D3、、D4、、D5位发出高电平,则固态继电器输出端SSR0、SSR1、SSR2不导通,SSR3、SSR4、SSR5导通电机正转;计算机向D3、、D4、D5位发出低电平,再向D0、、D1、、D2位发出高电平,则固态继电器输出端SSR3、SSR4、SSR5不导通,SSR0、SSR1、SSR2导通电机反转;计算机向D0、、D1、、D2、、D3、、D4、、D5位发出低电平,则固态继电器输出端SSR0、SSR1、SSR2、SSR3、SSR4、SSR5都不导通,电机停转。
六. 基于电隔离器、直流继电器的计算机控制强电原理与故障维修对小功率三相交流电机,可以用图2-6所示的用直流继电器的常开触点控制电机的方案,计算机向 D1位发低电平后,再向D0发出高电平,则直流继电器线圈J2不带电,J1带电,直流继电器的常开触点J1闭合,电机M正转。
计算机向D0发出低电平,向D1位发出高电平,常开触点J2闭合,电机一直反转。
计算机向D0、D1位发出低电平,则直流继电器线圈J1、J2不带电,电机M停转。
七 传感器控制强电八 传感器信号读入计算机1. 行程开关信号读入计算机见图2-10 光电式传感器12 3S220V~220V灯泡现场实验照片(a) (b) (c) (d)34D0的地SL图2-10 行程开关信号读入计算机如图2-10所示,D 0为计算机并行输入卡(芯片)的数据位,SL 断开和闭合时,D 0位状态在TTL 电平的0、+5V 变化,计算机CPU 通过程序即可分辨出SL 的状态。
2. 光电式传感器信号采用分压法读入计算机见图2-11如图2-11所示,将负载设置为两个电阻R 1=1.4K、R 2=2K,有物体靠近传感器时,R 1电压5V、R 2电压7V,当没有物体靠近传感器时,R 1、、R 2电压均为0V。
3. 光电式传感器信号采用光电隔离法读入计算机见图2-1212 312 3图2-14 A44E910型霍耳传感器信号读入CPU 光电隔离法接口电路棕色 +12V兰色 +12的地 黑色D 0R 1 R 2图2-11 G18-3A10NA 型光电式接近开关信号读入计算机分压法接口电路图图2-12 G18-3A10NA 型光电式接近开关信号读入CPU 光电隔离法接口电路图V的地 千欧D 0如图2-12为用TLP521光电隔离器做接口电路的G18-3A10NA 型光电式接近开关信号读入CPU 接口电路图,其他同分压法完全一样。
4. 霍尔传感器信号采用分压法和光电隔离法读入计算机见图2-13、图2-14九.关于电机控制电路手动控制改为计算机控制的思路用前述讲的ULN2003,ULN2803元件的计算机控制原理,把手动控制的按钮的常开触点改为计算机控制的直流继电器的常开触点;把手动控制的按钮的常闭触点改为计算机控制的直流继电器的常闭触点;就完成了手动控制改为计算机控制了,即数控化改造。
关于普通机床数控改造动力伺服系统设计改造思路十.关于变频器计算机控制设计改造L1,L2,L3接三相电源三根火线,U,V,W 接电机三个接线端。
变频器控制端:2K 可变电阻R1. 什么是计算机接口电路?在开发数控系统时,我们常做的接口电路是指哪部分工作?2. 数控机床控制系统常包括哪两部分?其定义是什么?各比喻成什么容易理解?3. 图3所示,光电式传感器外接电压10-30V,当有物体靠近传感器时该电压加到负载上;当没有物体靠近传感器时负载电压为0,今外接电压取16V,设计传感器与并行输入/输出卡的接口电路,用计算机程序判断是否有物体靠近传感器?4.对3题,用计算机检测有没有物体靠近传感器,采用分压法和TLP521设计接口电路,并分析有没有物体靠近传感器时,接口电路的电压变化情况。
5.下图为用计算机控制三相交流电机的接口电路原理图,回答如下问题:① 说明上图使电机运转的计算机控制原理。
② 该方案又能分出哪两个控制电机正转、反转、停转的方案?画图论述这两个方案的原理,优缺点。
③ 在ISO 代码中M03为主轴正转指令,M05为主轴停转指令,说明对上图M03,M05的意义。
④ 在ISO 代码中M04为主轴反转指令,用上图接口电路的同一个口地址的D1为能否实现电机翻转? ⑤ 中间继电器线圈的额定电压多大?⑥ 二极管D 的作用是什么?简要论述之。
⑦ 上图TLP521的作用是什么?TLP521与三极管、电阻R2的作用常用什么芯片代替? ⑧ 如果出现电机不运转了,试说明检查分析故障源的思路。
6. 光电耦合器的作用是( 避免强电对弱电产生干扰 )。
7. 光电耦合器隔离是( ① )。
① 避免强电对计算机弱电产生干扰 ② 避免弱电对强电产生干扰③ 避免强电与若电互相产生干扰 ④ 以上说法都不对 8. 当强电对弱电产生干扰时( ① )。
① 数控系统的计算机就不能正常工作 ② 数控系统控制的步进电机的输出特性变坏,在空载时仍能正常工作 ③ 数控系统的计算机仍能工作,只是加工效率降低 ④以上说法都不对 9. 数控机床电气控制常用固态继电器,是否有光电隔离?与5题方案相比,有何优点?10.设计电路,用3题图所示光电式传感器和固态继电器,控制交流220V 灯亮的电路,有物体靠近传感器时灯亮;没有物体靠近时灯灭。
11. 山东兴玉机械科技有限公司(去实习)数控龙门刨床用的是电磁式传感器,若用光电式的可以吗?为什么?该传感器符号如3题图一样,用TLP521设计接口电路图,把传感器信号读入计算机。
本章重点难点:TLP521 ULN2003 ULN2803光电隔离器原理使用,动力伺服系统控制5个方案,4种传感器原理,使用。
本章参考文献:1. 用一个传感器协调数控牛头刨床的运动 现代机械 2001年3期 赵庆志,杨慕升,孙启本 2.S1-500型数控车床数控改造及电气控制设计原理 机械制造与自动化 2003年2期 孙长杰,赵庆志,李明学,周加红 3.1PC5313型32位并行输入/输出双向TTL 电平并行接口板的使用 机床电器 1997年1期 杨慕升; 赵庆志兰色,负极10-30V 的地 10-30V3题图。