数控机床原理与结构分析——数控技术原理

1.2.6．功能接口模块
1.3．数控装置的特点
1.3.1．数控装置的特点 1.3.2．数控装置的功能 1.3.3．NC、CNC、SV与PMC的
概念 1.3.4．现代数控技术的特征
1.3.1．数控装置的特点
1.3.2．数控装置的功能
9．人机对话功能 10．自诊断功能 11．通信功能
1.3.3．NC、CNC、SV与PMC的概念
1.3.4．现代数控技术的特征
1．开放式系统结构 2．软件伺服驱动技术 3．控制理论与驱动技术的快速发展
复习与思考题
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图1－11 FANUC0i-B数控系统
图1－12 SIN840C系统
1.2.2．数控装置的硬件功能
1.2.3．设备辅助控制接口模块
设备辅助控制接口模块主要接收来自操作面板、机床上的各行 程开关、传感器、按钮、强电柜里的继电器以及主轴控制、刀 库控制的有关信号，经处理后输出去控制相应器件的运行。
数控装置与被控设备之间要交换的信息有三类：开关量信号、 模拟量信号和脉冲量信号。然而上述信号一般不能直接与数控 装置相联，需要一个接口(即设备辅助控制接口)对这些信号进 行变换处理，其目的是：
（1）对上述信号进行相应的转换，以满足数控装置输入输出的 要求。
（2）阻断外部的干扰信号进入计算机，防止噪声引起误动作。 由此可知，设备辅助控制接口的功能必须能完成上述两个任务：
1.1.4．评价插补算法的指标
1．稳定性指标 2．插补精度指标 3．合成速度的均匀性指标 4．插补算法要尽可能简单，要便于编程
1.1.5．刀具半径补偿
刀具半径补偿功能的主要用途
在零件加工过程中，采用刀具半径补偿功能，可大大简化编程 的工作量。具体体现在以下两个方面：
(1)由于刀具的磨损或因换刀引起的刀具半径变化时，不必重新 编程，只须修改相应的偏置参数即可。
1．逼近处理
ΔLi = FΔt （i＝1,2,…） 则当Δt → 0 时，折线段之 和接近曲线 L，即：
2．插补运算
且有：Fx = Δxi／Δt Fy = Δyi／Δt
图1－1 数控加工原理
1.1.2．数控装置的插补原理
1．插补的基本概念
在Δti 时间内，刀具在各坐标的位移量为 ΔXi 和ΔYi 又即：
数控机床原理与结构分析
2020/6/3
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1.1．数控装置的概念
1.1.1．数控加工技术基础 1.1.2．数控装置的插补原理 1.1.3．插补方法的分类 1.1.4．评价插补算法的指标 1.1.5．刀具半径补偿
1.1.1．数控加工技术基础
数控装置是一种控制系统，它自动阅读输入载体上预先 给定的数字值，并对其译码、运算，并据此而控制刀具 与工件相对运动，加工出所需要的零件。
(2)由于轮廓加工往往不是一道工序能完成的，在粗加工时，要 为精加工工序预留加工余量。加工余量的预留可通过修改偏置 参数实现，而不必为粗、精加工各编制一个程序。
1.2．数控系统的硬件组成
1.2.1．数控系统的硬件结构 1.2.2．数控装置的硬件功能 1.2.3．设备辅助控制接口模块 1.2.4．数控系统的PLC 1.2.5．位置控制模块（伺服系统） 1.2.6．功能接口模块
① 即电平的转换和功率放大；② 电气隔离。
1.2.4．数控系统的PLC
1.2.5．位置控制模块（伺服系统）
2．位置控制模块组成原理 位置控制模块由三部分组成，其原理框
图如图所示。 （1）速度指令转换部分 （2）位置反馈脉冲回收部分 （3）速度反馈电压转换部分
图1－14 闭环位置控制模块原理框图
进给速度：
2．加工运动轨迹的形成
图1－5 数控加工基本原理图
3．插补模块
1.1.3．插补方法的分类
1．基准脉冲插补（也称脉冲增量插补）
脉冲增量插补就是通过向各个运动轴分配脉冲，控制机床坐标 轴作相互协调的运动，从而加工出规定轮廓形状零件的算法。 因为这类插补算法的输出是脉冲形式，并且每次仅产生一个单 位的行程增量，故称之为脉冲增量插补。而每个单位脉冲对应 坐标轴的位移量大小，称之为脉冲当量，一般用 δ 表示。脉冲 当量是脉冲分配的基本单位，也对应于内部数据处理的一个二 进制位，它决定了数控机床的加工精度，对于普通数控机床一 般 δ 在0.01mm 至 0.005mm 之间，对于较为精密的数控机 床 δ 可为1μm 或 0.1μm ,甚至更高。