数控系统与综合连接.pptx

▪ 2、方块图（Block diagram）
▪ 3、工作过程图示（Illustration）
▪ 4、工作过程描述(Description)
▪ 数控机床进行加工，首先必须将工件的几何数据和工艺数据 按规定的代码和格式编制成数控加工程序(编程)；
▪ 并用适当的方法将加工程序输入数控系统（输入）；
▪ 数控系统对输入的加工程序进行数据处理，输出各种信息和 指令，控制机床各部分按规定有序地动作（数据处理）。这些信 息和指令最基本的包括：各坐标轴的进给速度、进给方向和进给 位移量，各状态控制的I/O信号等。
工作。
▪ 1）硬件：微处理器（CPU）、存储器（ROM，RAM）、输入输出（I/O ）接口，数控专用接口和部件，即位置控制器、纸带阅读机接口、手 动数据输入（MDI）接口和显示（CRT）接口。
CPU
EPROM 总
RAM
输入按口 线
输出接口
纸带阅读机接口 MDI/CRT接口
位置控制 PLC接口
纸带阅读机 MDI/CRT
▪ 补充：主轴的分类
▪
变频主轴：变频器控制，误差较大
▪ 主轴
▪
伺服主轴：闭Hale Waihona Puke Baidu控制，精度好
▪
▪
模拟主轴：CNC发送模拟量给主轴
▪ 主轴
▪
串行主轴：CNC发送数字量给主轴
▪ 6、辅助控制装置(Miscellaneous unit)
▪ 主要功能是接受数控装置所控制的内置式可编程控
制器（PLC）输出的主轴变速、换向、启动或停止，刀 具的选择和更换，分度工作台的转位和锁紧，工件的夹 紧或松开，切削液的开或关等辅助操作的信号，经功率 放大直接驱动相应的执行元件，诸如接触器、电磁阀等 ，从而实现数控机床在加工过程中的全部自动操作。
▪ 2、数控机床的三大控制对象（任务） (Control tasks)
▪ 进给运动：刀具或工作台的位置及速度 ▪ 主运动：主轴无级调速 ▪ 辅助动作：开关动作
二、数控机床的组成
1、文字描述 ▪ 加工程序 ▪ 输入/输出装置 ▪ 数控（CNC）装置 ▪ 伺服驱动装置 ▪ 主轴驱动装置 ▪ 辅助控制装置 ▪ 反馈装置 ▪ 机床本体
三、数控机床的各组成部分
▪ 1、数控机床控制系统连接示意图
▪ 2、各组成部分作用
▪ 1）、加工程序(NC program)
▪ program 程序：用数控语言、按规定格式表示的一 套指令，其内容是零件的几何形状和工艺描述。由 若干程序段（block）构成。
▪ 2、输入/输出装置(Input/Output unit ）
处理、显示处理、故障诊断处理）和控制（译码、补偿 、 插补运算、速度运算、位置运算）。
译码 刀具补偿 速度处理 插补 位置控制
▪ 3.数控系统的工作过程
程 序
硬件 硬件 硬件
输
插补
插
位置
入
准备
补
控制
软件 软件 软件
硬件 硬件
测量
速度
伺服
控制
电机
第一种情况 第二种情况 第三种情况
▪ 1）. 数控装置硬件构成 ▪ ① CPU控制主板： ▪ 组成：部件1、2、5、6、操作面板组成； ▪ 功能： CNC系统核心，完成工作管理（信息输入、I/O
模块1：数控系统与综合连接
课题1 数控系统与接口
本章内容
▪ 一、数控机床控制技术概述 ▪ 二、数控机床的组成
一、数控机床概述
▪ 1、什么叫数控机床？ ▪ 数控机床（Numerical Control Machine Tools）是指
采用数字形式信息控制的机床。详言之，凡是用数字化 的代码将零件加工过程中所需的各种操作和步骤以及刀 具与工件之间的相对位移量等记录在程序介质上，送入 计算机或数控系统经过译码、运算及处理，控制机床的 刀具与工件的相对运动，加工出所需要的工件的一类机 床即为数控机床。
速度控制单元
伺服电机 M
位置测测器
▪ 2）CNC装置的软件：是为了实现CNC系统各功能而编制的专用软件 ，称为系统软件。在系统软件的控制下，CNC装置对输入的加工程序 自动进行处理，并发出相应的控制指令。系统软件由管理软件和控制 软件两部分组成。
CNC系统软件
管理软件 控制软件
输入 I/O处理 显示 诊断
▪ 伺服系统的作用就是将进给位移量等信息转换成机床的进给 运动，数控系统要求伺服系统正确、快速地跟随控制信息，执行 机械运动（伺服输出）；
▪ 同时，位置反馈系统将机械运动的实际位移信息反馈至数控 系统，以保证位置控制精度（反馈输入）。
▪ 总之，数控机床的运行在数控系统的控制下，处于不断地计 算、输出、反馈等控制过程中，从而保证刀具和工件之间相对位 置的准确性。
▪ 目前，数控装置采用的是数字计算机，包括硬件和软 件，且已实现CNC单元LCD显示器一体化。
▪ 4、伺服驱动系统(Servo drive)
▪
将位置指令转换成坐标轴的移动
▪ 5、主轴驱动装置
▪ 主轴驱动是速度控制系统，通常的调速范围为100： 1。 主轴驱动系统接收的指令，是数控装置输出的代表 某一速度的模拟电压值。
辅助装置的功能通常用M代码实现。
▪ 7、反馈装置(Feedback unit)
▪
▪ ▪ ▪
今天绝大多数数控 机床采用价位较低 的光电数字式旋转 编码器
▪ 直线光栅尺是高精度的 ▪ 测量轴运动的光电式测 ▪ 量装置。
▪ 8、机床本体(Mechanical part) ▪ 立柱 ▪ 导轨 ▪ 工作台 ▪ 主轴箱
▪ 早期：纸带阅读机/纸带穿孔机 ▪ 现代： ①直接由操作人员通过手动数据输入（MDI）
键盘输入零件程序，并且通过CRT给操作者提供信息 ；②软驱、FLASH卡、USB接口③采用通信方式进行 零件程序的输入/输出。
▪ 3、数控装置(CNC unit)
▪ 根据输入的零件程序和操作指令进行相应的处理
（如运动轨迹处理、机床输入/输出处理等），然后 输出控制命令到相应的执行部件（伺服单元、驱动装 置和PLC等），从而加工出需要的零件。
▪ 实例：FANUC 0i系统 的组成
四、CNC系统的组成和接口
▪ （一）、CNC系统的基本组成 ▪ 1.组成部分 ▪ CNC系统由数控程序、输入装置、输出装置、计算机数控
装置（CNC装置）、可编程逻辑控制器（PLC）、主轴驱动 装置和进给（伺服）驱动装置（包括检测装置）等组成。
▪ 2.CNC单元 ▪ CNC系统的核心是CNC装置，由硬件和软件组成，软件在硬件的支持下