现代数控技术 PPT课件
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数控技术介绍及应用(ppt 54页)
电机驱动单元接收到 一个脉冲相应旋转一个角度,称为步距角,通过机床传动部件, 使工作台相应产生一个位移量。
开环控制系统没有反馈装置,不能消除步进电机失步产生 的误差。因此开环控制系统一般用于运动速度较低和加工精度 不高的机床。
22.03.2022
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2)闭环控制系统(Closed Loop Control System)
装置等。数控机床的刚度要求更高,传动装置间隙要小,
摩擦系数要小且要有恰当的阻尼。
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1.3 数字控制系统
1.3.1 数控系统的组成和分类 (1)数控系统:
是一种能控制机器运动的装置。加工程序输入系统 后能够自动解释指令,进行运算,并由系统的输出装置 向机床的执行机构发出指令,完成规定的运动或动作。
改革开放以来,通过技术引进、科学攻关和技术改造, 我国的数控技术有了较大的进步,逐步形成产业。 1980年北 京机床研究所引进日本FANUC5、7、3、6数控系统,上海 机床研究所引进美国GE公司的MTC-1数控系统,辽宁精密 仪器厂引进美国Bendix公司的Dynapth LTD10数控系统。
22.03.2022
第一章 绪论
数控技术是现代制造技术的基础,数控技术水平的高低、 数控设备的拥有量以及数控技术的普及程度,已经成为衡 量一个国家综合国力和工业现代化水平的重要标志。
数控技术经过几十年的发展(1952年第一台数控机床问世 ),已广泛应用于现代工业的各领域,成为制造业现代化 的基础。数控技术不仅应用于金属切削机床,还应用于其 他多种设备。如机器人、坐标测量机、数控雕刻机、数控 绘图机、电火花加工机床等。
闭环控制系统在机床运动方向上增加测量工作台实际 位移的传感器,将工作台实际位置的信息反馈给CNC 的比较器,如有误差,由CNC发指令,使工作台运动 直至误差消失。 采用闭环控制系统的机床的位置精度大大提高。
开环控制系统没有反馈装置,不能消除步进电机失步产生 的误差。因此开环控制系统一般用于运动速度较低和加工精度 不高的机床。
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2)闭环控制系统(Closed Loop Control System)
装置等。数控机床的刚度要求更高,传动装置间隙要小,
摩擦系数要小且要有恰当的阻尼。
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1.3 数字控制系统
1.3.1 数控系统的组成和分类 (1)数控系统:
是一种能控制机器运动的装置。加工程序输入系统 后能够自动解释指令,进行运算,并由系统的输出装置 向机床的执行机构发出指令,完成规定的运动或动作。
改革开放以来,通过技术引进、科学攻关和技术改造, 我国的数控技术有了较大的进步,逐步形成产业。 1980年北 京机床研究所引进日本FANUC5、7、3、6数控系统,上海 机床研究所引进美国GE公司的MTC-1数控系统,辽宁精密 仪器厂引进美国Bendix公司的Dynapth LTD10数控系统。
22.03.2022
第一章 绪论
数控技术是现代制造技术的基础,数控技术水平的高低、 数控设备的拥有量以及数控技术的普及程度,已经成为衡 量一个国家综合国力和工业现代化水平的重要标志。
数控技术经过几十年的发展(1952年第一台数控机床问世 ),已广泛应用于现代工业的各领域,成为制造业现代化 的基础。数控技术不仅应用于金属切削机床,还应用于其 他多种设备。如机器人、坐标测量机、数控雕刻机、数控 绘图机、电火花加工机床等。
闭环控制系统在机床运动方向上增加测量工作台实际 位移的传感器,将工作台实际位置的信息反馈给CNC 的比较器,如有误差,由CNC发指令,使工作台运动 直至误差消失。 采用闭环控制系统的机床的位置精度大大提高。
数控技术课件5-现代数控轨迹插补原理与控制的方法2
●
●
Pi+1
刀具运动轨迹
●
●
●
●
O Y
a)光滑轨迹
b)非光滑轨迹
图 3-17 轨迹前瞻控制示意图
◎数控系统按允许进给速度的大小,以最大加速度和加速度变化率
在P i
点之前的
ps 点开始减速,使达到时,速度正好满足允许速度
要求,并在走过P 点后逐步加速,使恢复正常。
i
◎实现轨迹前瞻控制需解决:
一是减速特征识别,二是进给速度处理两个问题。
f(t)
f(t) fn
fn
O
tn
td
t
图3-15 自动加速曲线
O
tn
td
t
图3-16 自动减速曲线
3 柔性自动减速控制
设给定的减速曲线如图3-16所示,如同加速度控制一样将其作为 样板,以数表的形式存放于加减速曲线库中。根据减速曲线数表实现 自动减速控制的过程如下:
首先,根据减速开始前的进给速度F1,减速过程结束后的希望进 给速度F2,求出减速过程速度差 FD= F1 -F2。
插补前加减速控制拐角制动减速控制前馈控制前瞻控制速度加速度钳制伺服滞后控制加减速的实现加速时采用瞬时速度概念速度由零或初始速度开始v由瞬时速度参加插补瞬时速度逐渐增加瞬时速度与给定的匀速进行比较到达给定速度时以给定速度参加插补减速时要预测减速点速度由已有速度开始v提高速度不冲击的措施减小摩擦滚动静压气浮代替滑动提高伺服电机的转矩及性能匹配电机惯量郁负载惯量的关系减小运动部件负载惯量缩短传动链零传动采用电主轴直线电机力矩电机提高机床刚度和润滑特性柔性加减速保证机床运动平稳反应快跟踪精度高实现以过渡过程时间最少为目标的最优加减速控制使机床满足高速加工要求的优良加减速特性已成为现代数控系统研究开发中必须解决的关键问题之一
数控加工与编程技术PPT课件
复合材料加工
数控技术能够实现复合材 料的精确切割和加工,提 高航空器的性能。
快速原型制造
通过数控技术快速制造出 原型件,缩短产品研发周 期。
在汽车工业领域的应用
发动机制造
数控加工与编程技术能够制造出高精度、高质量 的汽车发动机。
汽车零部件加工
数控技术能够高效地加工汽车零部件,提高生产 效率和产品质量。
测量手段。同时,加强操作人员的技能培训和质量控制意识也至关重要。
03
加工效率提升
通过优化加工工艺、选用合适的切削参数和刀具、合理安排工序等方式,
可以有效提高数控加工效率。
技术发展趋势与展望
智能化
随着人工智能技术的发展,数控加工技术将逐渐实现智能化,包括 自适应加工、智能故障诊断与远程监控等功能。
高精度与高效率
数控编程的必要性
数控编程能够提高加工效率、降低成 本、保证加工精度,是现代制造业中 不可或缺的一环。
数控编程语言与代码
数控编程语言的种类
常见的数控编程语言有G代码、M代码、S代码等,每种语言都有 其特定的用途和语法规则。
数控编程语言的语法规则
数控编程语言的语法规则包括指令格式、参数设置、坐标系使用等 方面,需要严格按照规定进行编写。
根据零件的结构、加工精度和材料等因素,将整 个加工过程划分为若干个工序。
数控加工中的检测与控制
在加工过程中,需要对工件进行检测和控制,以 确保加工精度和表面质量。
数控刀具与材料
数控刀具的种类与特点
根据不同的加工需求,可以选 择不同类型的数控刀具,如铣 刀、钻头、车刀等。
数控刀具的材料
常用的数控刀具材料有高速钢 、硬质合金、陶瓷和金刚石等 。
数控编程经验总结
《数控技术及应用》课件第1章
第1章 绪 论 2. 输入装置
输入装置的作用是将程序载体上的数控代码传递并存入数 控系统内。编好的数控程序,可通过光电阅读机、磁带机等输 入装置存储到载体上。目前,随着CAD/CAM、CIMS技术的发展, 越来越多地采用串行通信方式进行程序的传输。
为了便于加工程序的编辑修改、模拟显示,数控系统通过 显示器为操作人员提供必要的信息界面。较简单的显示器只有 若干个数码管,只能显示字符;较高级的系统一般配有CRT显 示器或液晶显示器, 可以显示图形。
第1章 绪 论
在数控机床上除了上述轨迹控制和点位控制外,还有许多 动作,如主轴的启停、刀具的更换、 冷却液的开关、电磁铁 的吸合、电磁阀的启闭、离合器的开合、各种运动的互锁和连 锁;运动行程的限位、急停、报警、进给保持、循环启动、 程序停止、 复位等等。 这些都属于开关量控制,一般由可编 程控制器(Programmable Controller, 简称为PC,也称为可 编程逻辑控制器PLC, 又称为可编程机床控制器PMC)来完成, 开关量仅有“0”和“1”两种状态, 显然可以很方便地融入机 床控制系统中, 实现对机床各种运动的数字控制。
第1章 绪 论
1.2 数控机床的组成与工作原理
1.2.1 数控机床的组成 数控机床一般由输入/输出装置、 数控装置、 伺服驱动
装置、 辅助控制装置和机床(或称裸机)等五部分组成, 如 图1-1所示。
-
第1章 绪 论
图 1 1 数 控 机 床 的 组 成
第1章 绪 论
1. 程序编制及程序载体
数控程序是数控机床自动加工零件的工作指令。在对加工 零件进行工艺分析的基础上,确定零件坐标系在机床坐标系上 的相对位置,即零件在机床上的安装位置,刀具与零件相对运 动的尺寸参数,零件加工的工艺路线、切割加工的工艺参数以 及辅助装置的动作等。得到零件的所有运动、尺寸、工艺参数 等加工信息后,用有文字、数字和符号组成的标准数控代码, 按规定的方法和格式,编制零件加工的数控程序。 编制程序 的工作可由人工进行。对于形状复杂的零件,则要在专用的编 程机或通用计算机上使用CAD/CAM软件进行自动编程。
数控ppt课件
刀具选择与安装
根据加工需求选择合适的刀具, 并进行精确安装。
加工参数设定
设置主轴转速、进给速度等加工参 数。
程序编写与调试
根据加工工艺流程,编写加工程序 并进行调试。
数控加工工艺的流程
首件试切
进行首件试切,检查加工质量和 工艺参数是否符合要求。
批量加工
经过首件试切验证合格后,开始 批量加工。
数控加工工艺的优化
05
数控技术的发展趋势与未 来展望
数控技术的未来发展方向
智能化
高效化
数控技术将进一步融会人工智能、大数据 和物联网技术,实现更高程度的自动化和 智能化。
追求更高的加工效率和更短的加工周期, 提升生产效益。
复合化
绿色化
具备多种加工功能,满足复杂零件的加工 需求。
重视环保和可持续发展,下落能耗和减少 废弃物排放。
03
数控技术的起源
数控技术起源于20世纪中 叶,最初是由美国科学家 开发,用于加工军事装备 。
数控技术的发展
随着计算机技术的不断发 展,数控技术也不断完善 和进步,从20世纪70年代 开始广泛应用于工业生产 。
数控技术的趋势
未来数控技术将朝着智能 化、网络化、复合化等方 向发展,进一步提高加工 精度和效率。
除了上述领域外,数控技术还 广泛应用于电子、模具、医疗
器械等众多领域。
02
数控机床的组成与工作原 理
数控机床的组成
伺服系统
伺服系统由伺服电机和控制系 统组成,用于实现机床的精确 运动控制。
冷却系统
冷却系统用于下落切削进程中 的温度,提高加工精度和刀具 寿命。
数控装置
数控装置是数控机床的核心部 分,用于生成加工程序,并控 制机床的各个运动部件。
根据加工需求选择合适的刀具, 并进行精确安装。
加工参数设定
设置主轴转速、进给速度等加工参 数。
程序编写与调试
根据加工工艺流程,编写加工程序 并进行调试。
数控加工工艺的流程
首件试切
进行首件试切,检查加工质量和 工艺参数是否符合要求。
批量加工
经过首件试切验证合格后,开始 批量加工。
数控加工工艺的优化
05
数控技术的发展趋势与未 来展望
数控技术的未来发展方向
智能化
高效化
数控技术将进一步融会人工智能、大数据 和物联网技术,实现更高程度的自动化和 智能化。
追求更高的加工效率和更短的加工周期, 提升生产效益。
复合化
绿色化
具备多种加工功能,满足复杂零件的加工 需求。
重视环保和可持续发展,下落能耗和减少 废弃物排放。
03
数控技术的起源
数控技术起源于20世纪中 叶,最初是由美国科学家 开发,用于加工军事装备 。
数控技术的发展
随着计算机技术的不断发 展,数控技术也不断完善 和进步,从20世纪70年代 开始广泛应用于工业生产 。
数控技术的趋势
未来数控技术将朝着智能 化、网络化、复合化等方 向发展,进一步提高加工 精度和效率。
除了上述领域外,数控技术还 广泛应用于电子、模具、医疗
器械等众多领域。
02
数控机床的组成与工作原 理
数控机床的组成
伺服系统
伺服系统由伺服电机和控制系 统组成,用于实现机床的精确 运动控制。
冷却系统
冷却系统用于下落切削进程中 的温度,提高加工精度和刀具 寿命。
数控装置
数控装置是数控机床的核心部 分,用于生成加工程序,并控 制机床的各个运动部件。
《数控加工技术》课件
数控编程的基本概念
数控编程的定义
数控编程是根据零件图样和工艺要 求,使用数控语言或CAD/CAM软件
,编写出用于控制数控机床进行切 削加工的程序。
数控编程的步骤
分析零件图样和工艺要求、确定加 工工艺方案、建立数学模型、进行 加工轨迹的计算、生成数控程序和
程序校验等。
数控编程的语言
数控编程语言是一组用于描述零件 加工过程的指令集合,常见的数控 编程语言有G代码、M代码等。
根据零件的形状、尺寸和材料等要求,选 择合适的加工设备、刀具、夹具和切削参 数,制定出合理的加工工艺路线。
加工余量与切削用量的确定
工艺文件的编制
根据零件的加工精度和表面质量要求,确 定合理的加工余量和切削用量,以提高加 工效率和加工质量。
将制定的加工工艺路线、工艺参数和操作 规程等整理成工艺文件,以便生产部门按 照文件要求进行生产。
详细描述
轴类零件的数控加工实例包括各种传动轴、主轴、轴承座等,这些零件通常需要高精度 和高可靠性的加工要求。在加工过程中,需要采用合适的刀具和切削参数,确保零件的 尺寸精度、表面质量和形位公差达到要求。同时,还需要注意控制热变形和切削振动等
因素对加工精度的影响。
板类零件的数控加工实例
总结词
板类零件通常指平面度要求较高的薄板或厚板,其加工工艺要求相对较低,但也需要精确控制尺寸和形位公差。
详细描述
板类零件的数控加工实例包括各种机架、底座、盖板等,这些零件通常需要大尺寸和高刚性的加工要求。在加工 过程中,需要采用合适的加工策略和装夹方式,确保零件的平面度和形位公差达到要求。同时,还需要注意控制 切削参数和刀具磨损等因素对加工精度的影响。
模具零件的数控加工实例
总结词
机床数控技术PPT课件
3、按伺服系统分类
(1)开环数控系统;(2)半闭环数控系统;(3)闭环数控系统
(1)开环数控系统 没有位置测量装置,信号流是单向的(数控装置→进给系统), 故系统稳定性好。
CNC 插补指令
脉冲频率f 脉冲个数n
换算
f、n
脉冲环 形分配
变换
A相、B
相
功率
放大
C相、…
机械执行部件
电机
(2) 半闭环数控系统
第一节拍——偏差判别 第二节拍——进给 第三节拍——偏差计算 第四节拍——终点判别
如此不断重复上述四个节拍就可 以加工出所要求的轮廓。
开始
偏差判别
坐标进给
y
偏差计算
3 2
终点判 1 别
O1
Y
2N 3
E(4,3)
4
x
给 结束
(2) 直线插补的运算程序流程
3)不同象限的直线插补
对第二象限,只要用| x |取
出一进给脉冲,刀具从这点向 y 方向迈进一步,新加工点
P(xi , y j1 ) 的偏差值为
Fi, j1 xe ( y j 1) xi ye
xe y j xi ye xe Fi, j xe
即: Fi, j1 Fi, j xe
2)节拍控制和运算程序流程 (1) 直线插补的节拍控制 逐点 比较法直线插补的全过程,每走一步 要进行以下四个拍节:
的加工偏差有以下三种情况:
若点 P(xi , y j ) 正好落在圆弧上,则下式成立
xi2
y
2 j
x02
y02
R2
若加工点 P(xi , y j ) 落在圆弧外侧,则 RP R ,即:
xi2
y
数控技术概述课件PPT课件( 20页)
先进制造 系统
目前的先进制造系统主要指柔性制造单元 (FMC)、柔性制造系统(FMS)、集成制造 系统(CIMS)。而其核心是生产加工设备的数 控化、柔性化、精密化。
第一章 数控机床概论
1.4 先进制造系统
数控技术
柔性制造 系统
单机数控加工(使用一台数控机床 进行加工,较简单,但应用最广)
柔性单元加工(人参与最少但可以对 同一族内的不同零件自动化加工)
利于生产 采用数字信号与标准代码为控制信息,易于实
管理现代 现标准化加工,同时采用计算机辅助设计与制
化
造(CAD/CAM)是现代化集成技术的基础。
目前数控技术在向高速化、多功能、智能化、高 速度化、高可靠性发展。
第一章 数控机床概论
1.4 先进制造系统
数控技术
起因
目前的机械制造中,75%的是单件小批量生 产,而传统的生产组织原则不仅自动化程度 低,而且劳动强度大、生产周期长、成本高、 质量不稳定。而先进制造系统的采用,是生 产发展的需要。
数控技术
课程概述
第一章 数控机床的概论 第二章 数控机床种类 第三章 数控机床结构组成 第四章 数控机床编程 第五章 数控加工中心的实
际操作与加工 第六章 关于CAXA
1.1 数控机床的产生 数控机床的产生 数控技术概念
1.2 数控机床的组成 1.3 数控机床的特点 1.4 先进制造系统
课程概述
的编制
课程概述
第一章 数控机床概论 第二章 数控机床种类 第三章 数控机床结构组成 第四章 数控机床编程 第五章 数控加工中心的实
际操作与加工 第六章 关于CAXA
5.1 加工中心的操作 5.2 加工中心的编程
实例 5.3 加工中心的维护
数控加工技术PPT课件
镗
高,一般将主轴转速在10000-20000r/min以上定为高速切削;进给速度很
铣
高,通常达15-50m/min,最高可达90m/min;对于不同的切削材料和所釆
、 加 工 中 心
用的刀具材料,高速切削的含义也不尽相同。其优点在于:
加工时间短,效率高。高速切削的材料去除率通常是常规的3~5倍。 刀具切削状况好,切削力小,主轴轴承、刀具和工件受力均小。切削力 降低大概30%~90%,提高了加工质量。
位置 18 - 76
床
机上激光对刀仪
标准
的
工件托盘转换装置
位置 7, 20, 48
类 型
红外工件测头
可选
重量
包括工件托盘交换装置
6500 kg
7
7
数控镗、铣及加工中心加工工艺
数
控 镗 铣 、
三坐标数控镗铣床与加工中心的共同特点是除具有普通铣床的工艺
性能外,还具有加工形状复杂的二维以至三维复杂轮廓的能力。这些复 杂轮廓零件的加工有的只需二轴联动(如二维曲线、二维轮廓和二维区域 加工),有的则需三轴联动(如三维曲面加工),它们所对应的加工一般相 应称为二轴(或2.5轴)加工与三轴加工。 对于三坐标加工中心(无论是立
19 19
第五章 数控镗、铣及加工中心加工工艺
数
控
镗
铣
、
加
工
中
心 加 工 的
立体曲面类零件:加工面为 空间曲面的零件称为立体 曲面类零件。这类零件的 加工面不能展成平面
箱体类零件:一般是指具 有孔系和平面,内部有一 定型腔,在长、宽、高方 向有一定比例的零件
异型件:外形不规则的 零件,大多要点、线、 面多工位混合加工
2024版数控ppt课件完整版
2024/1/25
35
数控机床的故障诊断与排除方法
液压与气动故障
如液压泵故障、气路堵塞等。
观察法
通过观察机床运行状态、听取异常声响等方式判断故障部位。
2024/1/25
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数控机床的故障诊断与排除方法
测量法
使用测量仪器对机床各部位进行检测,分析故障原因。
替换法
通过替换疑似故障部件的方式,逐步缩小故障范围。
2024/1/25
30
数控机床的日常维护与保养
日常维护
1
2
每天工作结束后,清理机床表面铁屑、冷却液等 杂物。
3
检查各部件紧固情况,及时处理松动现象。
2024/1/25
31
数控机床的日常维护与保养
• 定期更换切削液,清洗切削液箱和过滤器。
2024/1/25
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数控机床的日常维护与保养
定期保养
定期清理电气柜内灰尘,检查接线端子紧固情况。
2024/1/25
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04
数控加工工艺与刀具选择
2024/1/25
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数控加工工艺的制定原则
先粗后精原则 先进行粗加工,再进行精加工,逐步 提高加工精度。
一次装夹原则
尽可能在一次装夹中完成多道工序, 减少装夹次数,提高加工效率。
2024/1/25
工序集中原则
将相互关联的加工工序集中在一起进 行,便于保证加工精度和提高生产效 率。
适的刀具和切削参数。
根据加工精度选择 不同的加工精度需要不同的刀具结构 和精度等级,因此需要根据加工精度 选择合适的刀具。
根据机床性能选择 不同的机床具有不同的性能和加工能 力,需要选择适合机床性能的刀具和 切削参数。
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在不变化原系统基本结构的基础上增加一块PC板;提供键盘使用户 能把PC和CNC联系在一起,大大提高了人机界面的功能。
典型的如FANUC的150/160/180/210系统。SINUMERIK840D, NUM1060。有些厂家也把这种装置称为融合系统 (Fusionsystem)。
专题五 现代数控技术
• 产品的种类可从二轴联动到三十二轴联动。甚至连接MACRO现场总线的 高速环网,直接进行生产线的联动控制。
• 与同类产品相比,PMAC的特性给系统集成者和最终用户提供了更大的柔 性。它允许同一控制软件在三种不同总线(PC-XT和AT,VME,STD) 上运行,由此提供了多平台的支持特性。
• 每轴可以分别配置成不同的伺服类型和多种反馈类型。
• CNC系统的配置:PMAC以计算机标准插卡的形式与计算机系统共 同构成CNC系统,它可以用PC-XT&AT,VME,STD32或者PCI总 线形式与计算机相连。
• PMAC具有直线和圆弧插补、S-曲线加减速、三次样条插补等功能, 可以完成用户定义的G、M、T代码,因此,用户的软件开发工作主 要是界面功能的实现和诊断系统的处理。
专题五 现代数控技术
3 2020/3/31
二、PC数控技术
1、基于计算机总线的运动控制器
机床制造商可以在开放的PC平台上增加一定的硬件和软件构成自己 的系统。
当前市场上的开放系统基本上有两种结构。 (1) CNC+PC主板:
把一块PC主板插入传统的CNC机器中,PC板主要运行非实时控 制,CNC主要运行以坐标轴运动为主的实时控制;
4 2020/3/31
二、PC数控技术
(2)PC+运动控制板:
把运动控制板插入PC机的标准插槽中作实时控制用,而PC机主 要作非实时控制。
开放结构在90年代初形成,对于许多熟悉计算机应用的系统厂家,往 往采用(2)方案。目前主流数控系统生产厂家仍然采用原结构的数 控系统。但为了增加开放性,主流数控系统生产厂家往往采用(1)方 案。
驱动器
ISA总线
PMAC
图1 PMAC控制器与模拟信号连接
IPC
交流 伺服 驱动器
ISA总线
PMAC
图2 PMAC控制器与数字反馈连接
脉冲编码器
交流伺服电机
专题五 现代数控技术
10 2020/3/31
二、PC数控技术
3、PMAC (Programmable Multi-Axis ·PLC功能的实现:内装式软件化的PLC,使用类似basic的程序,可 扩展到2048点I/O。
• 界面功能的实现:按用户的需求定制。
• 与IPC的通讯:PMAC提供了三种通讯手段――串行方式、并行方式和 双口RAM方式。采用双口RAM方式可使PMAC与IPC进行高速通信, 串行方式能使PMAC脱机运行。
美国Delta Tau公司九十年代推出的开放式多轴运动控制器。
• 它提供运动控制、离散控制、内务处理、同主机的交互等数控的基本功能。
• PMAC内部使用了一片Motorola DSP 56001数字信号处理芯片,它的速 度、分辨率、带宽等指标远优于一般的控制器。
• 伺服控制包括PID和速度、加速度前馈控制,其伺服周期单轴可达60μs, 二轴联动为110μs。
软件(带全软件伺服)
驱动系统
CNC 中 的 软 、 硬 件 控 制
伺服电机 半 闭 环
机床工作台
闭 环
专题五 现代数控技术
2 2020/3/31
一、运动控制器的软件控制对象
• 一般伺服系统具有脉冲位置量输入和模拟量速度量输入。按这样 的接口形式,运动控制器也有数字量输出和模拟量输出二种。
• 数字量输出有通用脉冲位置量和数据协议接口二种。
专题五 现代数控技术
11 2020/3/31
二、PC数控技术
3、PMAC (Programmable Multi-Axis Controller)运动控制 器
(3) 用户界面功能的开发
• PMAC的软件通讯功能。Delta Tau公司提供了PtalkDT的通讯函 数库。采用了微软公司的构件标准ActiveX技术嵌入PtalkDT的通 讯函数库。
·
OPT7
PMACII
XY Z C
SEMI POWER 驱动器
步进电 机驱动
器
图3 数字式PMAC
专题五 现代数控技术
9 2020/3/31
二、PC数控技术
(1) PMAC(programmable multi-axes controller)简介
OPT7
旋转变压器
三菱直流伺服电机
IPC
·
三菱
伺服
PA8000 • LINUX 嵌入内核RT-LINUX
PA8000 • 基于专用实时操作系统 VX-WORKS
专题五 现代数控技术
6 2020/3/31
二、PC数控技术 3、PMAC 运动控制器
专题五 现代数控技术
7 2020/3/31
二、PC数控技术
3、PMAC 运动控制器
(1) PMAC(programmable multi-axes controller)简介
·
专题五 现代数控技术
8 2020/3/31
二、PC数控技术
(1) PMAC(programmable multi-axes controller)简介
• ·与不同伺服系统的连接:伺服接口有模拟式和数字式两种,能连接模拟、数字伺
服驱动器,交、直流、直流无刷伺服电机伺服驱动器及步进电机驱动器。
• 与不同检测元件的连接:测速发电机,光电编码器,光栅,旋转变压器等。
专题五 开放式数控系统
一、运动控制器的软件控制对象 二、 PC数控技术 三、开放式数控技术 四、微小线段高速插补的实例分析(作业)
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一、运动控制器的软件控制对象
输入
插补准备
数据指令 插补计算
位置 控制
+-
速度 控制
软件(NC) 软件(CNC)
检测装置
软件(CNC闭环控制)
软件(高速定位)
美:DELTA TAU PMAC(Programmable Multi-Axis Controller) 运动控制器,
MAZATROL640C。
专题五 现代数控技术
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二、PC数控技术
2、SOFT全软型运动控制器
基于通用PC硬件和通用操作系统的CNC。 主要解决CNC系统的多任务实时控制问题。 • Windows NT 构架的RTX
典型的如FANUC的150/160/180/210系统。SINUMERIK840D, NUM1060。有些厂家也把这种装置称为融合系统 (Fusionsystem)。
专题五 现代数控技术
• 产品的种类可从二轴联动到三十二轴联动。甚至连接MACRO现场总线的 高速环网,直接进行生产线的联动控制。
• 与同类产品相比,PMAC的特性给系统集成者和最终用户提供了更大的柔 性。它允许同一控制软件在三种不同总线(PC-XT和AT,VME,STD) 上运行,由此提供了多平台的支持特性。
• 每轴可以分别配置成不同的伺服类型和多种反馈类型。
• CNC系统的配置:PMAC以计算机标准插卡的形式与计算机系统共 同构成CNC系统,它可以用PC-XT&AT,VME,STD32或者PCI总 线形式与计算机相连。
• PMAC具有直线和圆弧插补、S-曲线加减速、三次样条插补等功能, 可以完成用户定义的G、M、T代码,因此,用户的软件开发工作主 要是界面功能的实现和诊断系统的处理。
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二、PC数控技术
1、基于计算机总线的运动控制器
机床制造商可以在开放的PC平台上增加一定的硬件和软件构成自己 的系统。
当前市场上的开放系统基本上有两种结构。 (1) CNC+PC主板:
把一块PC主板插入传统的CNC机器中,PC板主要运行非实时控 制,CNC主要运行以坐标轴运动为主的实时控制;
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二、PC数控技术
(2)PC+运动控制板:
把运动控制板插入PC机的标准插槽中作实时控制用,而PC机主 要作非实时控制。
开放结构在90年代初形成,对于许多熟悉计算机应用的系统厂家,往 往采用(2)方案。目前主流数控系统生产厂家仍然采用原结构的数 控系统。但为了增加开放性,主流数控系统生产厂家往往采用(1)方 案。
驱动器
ISA总线
PMAC
图1 PMAC控制器与模拟信号连接
IPC
交流 伺服 驱动器
ISA总线
PMAC
图2 PMAC控制器与数字反馈连接
脉冲编码器
交流伺服电机
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二、PC数控技术
3、PMAC (Programmable Multi-Axis ·PLC功能的实现:内装式软件化的PLC,使用类似basic的程序,可 扩展到2048点I/O。
• 界面功能的实现:按用户的需求定制。
• 与IPC的通讯:PMAC提供了三种通讯手段――串行方式、并行方式和 双口RAM方式。采用双口RAM方式可使PMAC与IPC进行高速通信, 串行方式能使PMAC脱机运行。
美国Delta Tau公司九十年代推出的开放式多轴运动控制器。
• 它提供运动控制、离散控制、内务处理、同主机的交互等数控的基本功能。
• PMAC内部使用了一片Motorola DSP 56001数字信号处理芯片,它的速 度、分辨率、带宽等指标远优于一般的控制器。
• 伺服控制包括PID和速度、加速度前馈控制,其伺服周期单轴可达60μs, 二轴联动为110μs。
软件(带全软件伺服)
驱动系统
CNC 中 的 软 、 硬 件 控 制
伺服电机 半 闭 环
机床工作台
闭 环
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一、运动控制器的软件控制对象
• 一般伺服系统具有脉冲位置量输入和模拟量速度量输入。按这样 的接口形式,运动控制器也有数字量输出和模拟量输出二种。
• 数字量输出有通用脉冲位置量和数据协议接口二种。
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二、PC数控技术
3、PMAC (Programmable Multi-Axis Controller)运动控制 器
(3) 用户界面功能的开发
• PMAC的软件通讯功能。Delta Tau公司提供了PtalkDT的通讯函 数库。采用了微软公司的构件标准ActiveX技术嵌入PtalkDT的通 讯函数库。
·
OPT7
PMACII
XY Z C
SEMI POWER 驱动器
步进电 机驱动
器
图3 数字式PMAC
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二、PC数控技术
(1) PMAC(programmable multi-axes controller)简介
OPT7
旋转变压器
三菱直流伺服电机
IPC
·
三菱
伺服
PA8000 • LINUX 嵌入内核RT-LINUX
PA8000 • 基于专用实时操作系统 VX-WORKS
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二、PC数控技术 3、PMAC 运动控制器
专题五 现代数控技术
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二、PC数控技术
3、PMAC 运动控制器
(1) PMAC(programmable multi-axes controller)简介
·
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二、PC数控技术
(1) PMAC(programmable multi-axes controller)简介
• ·与不同伺服系统的连接:伺服接口有模拟式和数字式两种,能连接模拟、数字伺
服驱动器,交、直流、直流无刷伺服电机伺服驱动器及步进电机驱动器。
• 与不同检测元件的连接:测速发电机,光电编码器,光栅,旋转变压器等。
专题五 开放式数控系统
一、运动控制器的软件控制对象 二、 PC数控技术 三、开放式数控技术 四、微小线段高速插补的实例分析(作业)
1 2020/3/31
一、运动控制器的软件控制对象
输入
插补准备
数据指令 插补计算
位置 控制
+-
速度 控制
软件(NC) 软件(CNC)
检测装置
软件(CNC闭环控制)
软件(高速定位)
美:DELTA TAU PMAC(Programmable Multi-Axis Controller) 运动控制器,
MAZATROL640C。
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二、PC数控技术
2、SOFT全软型运动控制器
基于通用PC硬件和通用操作系统的CNC。 主要解决CNC系统的多任务实时控制问题。 • Windows NT 构架的RTX