数控技术的基本知识和现代数控的发展方向.ppt

 数控技术的基本知识和现代数控的进展方向   2011年11月17日星期四; 第一部分 数控技术的基本概念 ;CAD CAM CAE 范畴划分;;   1.2 数控机床的工作原理 1.机床数字掌握的原理  将被加工零件图纸上的几何信息和工艺信息用规定的代 码和格式编写成加工程序，然后将程序输入数控装置，依据程 序的要求，经过信息处理，安排，使各坐标以最小位移量为单 位移动，其合成运动实现了刀具与工件的相对运动，完成零件 的加工。 最小位移量的合成运动是机床数字掌握的基本原理，即轨 迹掌握原理（插补原理）。 ◆点位掌握：严格掌握点到点的距离，不严格要求路径，运 动中不加工。  ; ◆轮廓掌握： 加工平面曲线、空间曲线、空间曲面时，需要多坐标联动。 以平面（两维）的任意曲线L为例，要求刀具Τ沿（逼近）曲线 轨迹运动，进行切削加工。 如图1.2所示。将曲线L分割成：l0、l1、l2……、li等线段。 用直线（或圆弧）代替（逼近）这些线段，当逼近误差δ相当 小时，这些折线段之和就接近了曲线。   轮廓掌握也称连续轨迹掌握，它的特点是不仅对坐标的移动量进行掌握，而且对各坐标的速度及它们之间的比率都要进行严格掌握，以便加工出给定的轨迹 ;: ;◆为什么补用数学函数直接插补？ ① 计算费时间 ，不能满意实时掌握的要求； ② 有的被加工轮廓用列表点表示的，没用数学公式； ③ 数控加工时运动不能突变，要满意加速度的要求。; 2.数控机床的掌握 ●轨迹掌握 ●开关量掌握1.3 数控机床的组成及分类  1.数控机床的组成 ●数控系统：I/0接口、CNC装置、伺服系统、PLC  ●机械主机：主运动机构、进给运动机构、帮助机 构、床身等;; 2）按伺服系统的掌握类型分类  ◆开环掌握的数控机床 ◆全闭环掌握的数控机床  ◆半闭环掌握的数控机床  3）按工艺方法分类 ◆金属切削类数控机床： 数控车床，数控铣床、数控钻床、数控磨床、数控镗床以及加 工中心等。 ◆金属成型类及特种加工类数控机床 4）按功能水平分类： ◆高、中、低档（亦称经济型）  5）按驱动方式分类 ◆步进式 ◆直流伺服 ◆沟通伺服（沟通模拟、沟通数字） 6）按组成和功能 ◆开放式数控 ◆智能数控; 其次部分 数控机床掌握系统（CNC） 2.1 CNC系统的组成 CNC系统由“数控装置”、“伺服系统”和系统程序组成。 ●数控装置（专用计算机）：硬件和软件组成。 ●伺服系统：检测装置、驱动装置和伺服电机组成。 2.1.1 数控装置的硬件组成及功能  1.数控装置的硬件包括： 微机基本系统：CPU、总线、存储器、I/O设备等 数控接口组件：进给轴位置掌握接口组件、主轴掌握接口组件 手摇脉冲发生器接口组件等。 接口：人机界面接口、通讯接口、机电接口 帮助功能（M）掌握接口等  2.硬件功能： 与软件一起接收输入信息（程序）、经过译码、轨迹计算（速 度计算）、补偿计算、加/减处理和插补运算，给各个坐标的 伺服驱动器安排速度、位移指令，完成数控加工任务。 ; 3.硬件简略组成 ?微机基本系统 ?人机界面接口:键盘、显示器、操作面板、手摇脉冲发生器 ?通讯接口、 RS232、RS485串行接口、网络接口 ?进给轴位置掌握接口 ?主轴掌握接口 ?帮助功能（M 指令）掌握接口 ; 2.1.2 数控装置软件的基本组成和功能 软件由掌握功能程序、管理功能程序组成 1.掌握功能程序--实时性强,用于进给坐标的位置掌握，中断完成; ?译码; ?预处理（刀补和速度处理）； ?插补； ?位控； 2.管理功能程序--实时性稍差，但要保证掌握软件数据的供应传 递，简略见图。 ; 2.2 CNC系统的技术性能指标 1．CPU的性能：8、16、32、64位，主频十多GHz, 精减指令 集芯片（RISC）,供应高的速度和丰富的软硬件资源； 2．系统具有高分辨率：保证高精度、超精密加工。进给系统 100万脉冲/每转、1600万脉冲/每