2.1.1数控系统及原理概述1.ppt

有些CNC装置不承担进给伺服控制任务，其功能范围到工作界面l为止，伺服控制由硬件承担。 常见的CNC装置承担部分伺服控制任务：其功能范围到工作界面2，主要完成各坐标轴位置跟随误差计算。 若CNC装置的功能范围到工作界面3，则除进行位置跟随误差计算外，还要实现位置调节，进行速度环指令值计算。由CNC装置实现位置调节器功能的优点是可在速度指令输出前通过软件进行传动机构反向间隙和传动误差的补偿，以提高机床的定位精度。 5．开关量控制 开关量控制的任务是将译码缓冲区中有关机床主运动和辅助功能控制的各开关量控制数据(如M代码、主轴转速、换刀指令等)传送到PLC内存中，由PLC处理和执行。 2.1.2.4 显示 CNC系统通过显示器将系统信息显示给操作者，供程序输入、编辑、修改、存储，参数输入、运行操作、状态监视等使用。零件加工程序、轴坐标值、操作菜单和提示、诊断结果、补偿值、机床参数等以文本形式显示，软功能键、形象提示、运动轨迹等以图形显示。CNC装置在处理实时性任务的间隙进行显示处理，并不断刷新显示内容。 在机床操作面板上还设有许多状态指示灯，用于指示机床各种状态，作为对显示器的补充。这部分工作是由PLC完成的。 2.1.2.5 故障自动检测和诊断 现代CNC系统都具有故障检测和诊断功能，并有联机诊断和脱机诊断两种方式。联机诊断又分开机诊断和运行诊断，是CNC系统正常运行时的自动诊断。开机诊断是系统从开始通电到进入正常运行期间的自动诊断，诊断的主要对象是CNC装置本身，与通用微型计算机(PC机)的开机自检类似。 运行诊断是指CNC系统正常运行期间的自动诊断，主要针对CNC装置及其他设备(如主轴调速驱动单元及主轴电动机、进给伺服驱动单元及进给电动机、位移与速度检测装置等)进行诊断。联机诊断可通过显示器显示故障编号及其简要说明。对具有破坏性的故障(如进给轴超程、进给电动机或主轴电动机过载等)，能够立即终止加工，切断动力电，使系统进入急停状态，同时发出报警信号。对操作错误引起的故障，由PLC负责诊断并发出报警信号，同时屏蔽相应的操作。 脱机诊断是通过各种脱机诊断程序对CNC系统进行的专门诊断。脱机诊断可以采用远程通信方式进行，利用电话线路或网络将CNC系统与诊断中心(如系统生产厂家的维修站)连接起来，向用户设备发送诊断程序进行远程诊断。目前，国外一些名牌数控系统大多将此功能作为任选功能供用户选购。随着通信技术尤其是网络技术的发展，远程通信诊断将被广泛采用。 2.1.1 概 述 现代数控系统以微型计算机为核心构成，称为计算机数字控制系统，简称CNC系统，其大部分或全部数控功能是通过软件实现的。CNC系统是软件和硬件的统一体，其中硬件是基础，软件是灵魂，两者相辅相成，缺一不可。与早期的硬件数控(NC)系统相比，CNC系统的显著优点在于它能够通过软件更新来实现数控功能的扩展和提高。 2.1.1.1 CNC系统组成和功用 CNC系统的典型组成如图2-1所示，它由输入／输出设备、计算机数字控制装置(简称CNC装置或数控装置)、可编程控制器(PLC)、强电控制部分、主轴调速驱动单元及主轴电动机、进给伺服驱动单元及进给电动机、辅助装置电动执行器、位移与速度检测装置等组成。 图2-1 CNC系统的典型组成框图 1．输入／输出设备 输入／输出(I／O)设备是操作者与数控系统进行人机交互，或其他外部信息处理设备与CNC系统进行信息交换的装置。常见的输入／输出设备有数控操作面板、机床操作面板、电子手轮、磁盘驱动器、通信接口等。 数控操作面板是数控系统的控制面板，主要由显示器(CRT或LCD)、手动数据熟人人(MDl)键盘组成。显示器可显示文本，如零件加工程序、轴坐标值、操作菜单和提示、诊断结果、补偿值，机床参数和状态等，也可显示图形，如模拟控制轨迹、形象提示、软功能键等。 操作者可通过MDI键盘向数控系统输入零件加工程序、各种补偿值参数、操作命令等。MDI键盘的按键，除各种符号键和数字键外，还常设控制键和用户定义键等。显示器与MDI键盘协调配合，共同构成和谐的人机交互环境。 机床操作面板上设有各种按钮和选择开关，用于对机床直接手动操作或对机床的运行进行干预，如轴运动、辅助装置的起停、加工方式选择、速度倍率选择等。机床操作面板上还设有信号显示灯，用于显示主轴运行、辅助装置运行等机床运行状态。 在机械结构上，机床操作面板常和数控操作面板做成一体，但二者之间有明显界限。 电子手轮实质上是一个手摇脉冲发生器，用于手动操作各轴的运动。 磁盘驱动器用来将存储在软磁盘上的零件加工程序读入数控系统，或把CNC系统内存中的零件加工程序写入软磁盘。目前普遍使用3.5i