CNC系统的组成

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CNC工作原理

CNC工作原理

CNC工作原理概述计算机数控(Computer Numerical Control,简称CNC)是一种通过计算机控制机床进行加工的技术。

它利用计算机软件和硬件系统来实现对机床的自动化控制,从而实现高精度、高效率的加工过程。

本文将详细介绍CNC工作原理,包括其基本组成部分、工作流程、数据传输方式以及优势等。

一、基本组成部分1. 机床:CNC系统的核心部分,用于进行加工操作。

机床通常由主轴、工作台、刀具和刀架等组成,可以根据加工需求选择不同类型的机床。

2. 控制器:CNC系统的大脑,负责接收并处理来自计算机的指令,控制机床进行加工操作。

控制器通常由硬件和软件两部分组成,硬件包括主板、接口板和电源等,而软件则包括操作系统和控制程序。

3. 编程设备:用于编写和编辑加工程序的设备,包括计算机、键盘、鼠标和显示器等。

编程设备通过与控制器连接,将编写好的加工程序传输给控制器。

4. 传感器:用于感知机床和加工过程中的各种参数,如位置、速度、力度等。

传感器可以将这些参数转化为电信号,并传输给控制器进行处理。

二、工作流程1. 设计产品:首先,需要使用CAD(Computer-Aided Design,计算机辅助设计)软件进行产品的设计。

CAD软件可以帮助工程师将产品的三维模型转化为加工程序所需的二维图形。

2. 编写加工程序:使用CAM(Computer-Aided Manufacturing,计算机辅助制造)软件,根据产品的设计图纸编写加工程序。

加工程序包括刀具路径、切削参数和工艺要求等信息。

3. 传输程序:将编写好的加工程序通过编程设备传输给控制器。

传输可以通过USB接口、以太网或者直接连接进行。

4. 设置工艺参数:在控制器上设置加工过程中的各项参数,如切削速度、进给速度和刀具补偿等。

这些参数将影响机床的加工效果和精度。

5. 开始加工:一切准备就绪后,启动控制器,机床开始按照加工程序进行加工操作。

控制器通过发送指令控制主轴、工作台和刀具等部件的运动,实现对工件的切削、钻孔、铣削等操作。

计算机数控系统

计算机数控系统

计算机数控系统计算机数控系统3.1 计算机数控(CNC)系统的基本概念计算机数控(computerized numerical contro,简称CNC)系统是用计算机操纵加工功能,实现数值操纵的系统。

CNC系统根据计算机存储器中存储的操纵程序,执行部分或者全部数值操纵功能.由一台计算机完成往常机床数控装置所完成的硬件功能,对机床运动进行实时操纵。

CNC系统由程序、输入装置、输出装置、CNC装置、PLC、主轴驱动装置与进给(伺眼)驱动装置构成。

由于使用了CNC装置,使系统具有软件功能,又用PLC取代了传统的机床电器逻辑操纵装置,使系统更小巧,灵活性、通用性、可靠性更好,易于实现复杂的数控功能,使用、维修也方便,同时具有与上位机连接及进行远程通信的功能。

3.2 微处理器数控(MNC)系统的构成大多数CNC装置现在都使用微处理器构成的计算机装置,故也可称微处理器数控系统(MNC)。

MNC通常由中央处理单元(CPU)与总线、存储器(ROM,RAM)、输入/输出(I/O)接口电路及相应的外部设备、PLC、主轴操纵单元、速度进给操纵单元等构成。

图3 .2.1为MNC 的构成原理图。

3.2.1中央处理单元(CPU)与总线(BUS)CPU是微型计算机的核心,由运算器、操纵器与内寄存器组构成。

它对系统内的部件及操作进行统一的操纵,按程序中指令的要求进行各类运算,使系统成为一个有机整体。

总线(BUS)是信息与电能公共通路的总称,由物理导线构成。

CPU与存储器、I/O 接口及外设间通过总线联系。

总线按功能分为数据总线(DB)、地址总线(AB)与操纵总线(CB)。

3.2.2存储器(memory)(1)概述存储器用于存储系统软件(管理软件与操纵软件)与零件加工程序等,并将运算的中间结果与处理后的结果(数据)存储起来。

数控系统所用的存储器为半导体存储器。

(2)半导体存储器的分类①随机存取存储器(读写存储器)RAM(random access memory)用来存储零件加工程序,或者作为工作单元存放各类输出数据、输入数据、中间计算结果,与外存交换信息与堆栈用等。

数控系统(CNC系统)

数控系统(CNC系统)

参考资料:/%C5%C9%BF%CB652/blog/item/040742fc5ab3e50eb17e c577.html一、CNC系统的基本构成CNC系统是一种用计算机执行其存储器内的程序来实现部分或全部数控功能的数字控制系统。

由于采用了计算机,使许多过去难以实现的功能可以通过软件来实现,大大提高了CNC系统的性能和可靠性。

CNC系统的控制过程是根据输入的信息,进行数据处理、插补运算,获得理想的运动轨迹信息,然后输出到执行部件,加工出所需要的工件。

CNC系统由硬件和软件组成,软件和硬件各有不同的特点。

软件设计灵活,适应性强,但处理速度慢;硬件处理速度快,但成本高。

CNC的工作是在硬件的支持下,由软件来实现部分或大部分的数控功能。

二、CNC系统的硬件结构CNC系统的硬件结构可分为单微处理器结构和多微处理器结构两大类。

早期的CNC系统和现有的一些经济型CNC系统采用单微处理器结构。

随着CNC系统功能的增加,机床切削速度的提高,单微处理器结构已不能满足要求,因此许多CNC系统采用了多微处理器结构,以适应机床向高精度、高速度和智能化方向的发展,以及适应计算机网络化及形成FMS和CIMS的更高要求,使CNC系统向更高层次发展。

1.单微处理器结构图6-3CNC系统硬件的组成框图所谓单微处理器结构,即采用一个微处理器来集中控制,分时处理CNC系统的各个任务。

某些CNC系统虽然采用了两个以上的微处理器,但能够控制系统总线的只是其中的一个微处理器,它占有总线资源,其他微处理器作为专用的智能部件,不能控制系统总线,也不能访问存储器,是一种主从结构,故也被归入单微处理器结构中。

单微处理器结构的CNC系统由计算机部分(CPU及存储器)、位置控制部分、数据输入/输出等各种接口及外围设备组成。

CNC系统硬件的组成框图可参见图6-3。

(1)计算机部分计算机部分由微处理器CPU及存储器(EPROM、RAM)等组成。

微处理器执行系统程序,首先读取加工程序,对加工程序段进行译码、预处理计算等,然后根据处理后得到的指令,对该加工程序段进行实时插补和对机床进行位置伺服控制;它还将辅助动作指令通过可编程控制器(PLC)发给机床,同时接收由PLC返回的机床各部分信息并予以处理,以决定下一步的操作。

CNC数控系统的基本结构

CNC数控系统的基本结构
去控制刀具中心的轨迹,以及在刀具磨损或更换时(刀具半 径和长度变化),可对刀具半径或长度作相应的补偿。该功 能由G指令实现。
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第一节 概述
(2)传动链误差包括螺距误差补偿和反向间隙误差补偿功能, 即事先测量出螺距误差和反向间隙,并按要求输入到CNC系 统相应的存储单元内,在坐标轴运行时,对螺距误差进行补 偿;在坐标轴反向时,对反向间隙进行补偿。
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第一节 概述
计算机数控(CNC)与传统的硬线数控(NC)相比有很多的优 点,其中最根本的一点就是,CNC的许多数控功能是由软件 实现的,因而较硬线数控具有更大的柔性,即它很容易通过 软件的改变来实现数控功能的更改或扩展。今天,硬线数控 已被计算机数控所取代。
由上述讨论可知,从外部特征来看,CNC系统是由硬件 (通用硬件和专用硬件)和软件(专用)两大部分组成的。
构,用户只需根据菜单的提示,进行正确操作; .编程方便:现代数控机床大多具有多种编程的功能,并且
都具有程序自动校验和模拟仿真功能; .维护维修方便:数控机床的许多日常维护工作都由数控系
统承担(润滑、关键部件的定期检查等),另外,数控机床的 自诊断功能,可迅速确定故障位置,方便维修人员。
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第一节 概述
8.刀具管理功能 刀具管理功能是实现对刀具几何尺寸和刀具寿命的管理功
能。 加工中心都应具有此功能,刀具几何尺寸是指刀具的半径
和长度,这些参数供刀具补偿功能使用;刀具寿命一般是指 时间寿命,当某刀具的时间寿命到期时,CNC系统将提示用 户更换刀具;另外,CNC系统都具有T功能即刀具号管理功能, 它用于标识刀库中的刀具和自动选择加工刀具。
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。

数控机床的主要组成部分有哪些?

数控机床的主要组成部分有哪些?

数控机床的主要组成部分有哪些?数控机床的主要组成部分有哪些?现代数控机床都是CNC机床,一般由数控操作系统和机床本体组成,专门用来对金属或木材进行加工的设备,主要有如下几部分组成。

1) CNC装置:计算机数控装置(即CNC装置)是CNC系统的核心,由微处理器(CPU)、存储器、各I/O接口及外围逻辑电路等构成。

2) 数控面板:数控面板是数控系统的控制面板,主要有显示器和键盘组成。

通过键盘和显示器实现系统管理和对数控程序及有关数据进行输入和编辑修改。

3) 可编程逻辑控制器PLC:PLC是一种以微处理器为基础的通用型自动控制装置,用于完成数控机床的各种逻辑运算和顺序控制。

例如:主轴的启停、刀具的更换、冷却液的开关等辅助动作。

4) 机床操作面板:一般数控机床均布置一个机床操作面板,用于在手动方式下对机床进行一些必要的操作,以及在自动方式下对机床的运行进行必要的干预。

上面布置有各种所需的按钮和开关。

5) 伺服系统:伺服系统分为进给伺服系统和主轴伺服系统,进给伺服系统主要有进给伺服单元和伺服进给电机组成。

用于完成刀架和工作台的各项运动。

主轴伺服系统用于数控机床的主轴驱动,一般由恒转矩调速和恒功率调速。

为满足某些加工要求,还要求主轴和进给驱动能同步控制。

6) 机床本体:机床本体的设计与制造,首先应满足数控加工的需要,具有刚度大、精度高、能适应自动运行等特点,由于一般均采用无级调速技术,使得机床进给运动和主传动的变速机构被大大简化甚至取消,为满足高精度的传动要求,广泛采用滚珠丝杆、滚动导轨等高精度传动件。

为提高生产率和满足自动加工的要求,还采用自动刀架以及能自动更换工件的自动夹具等。

上海市松江丰远是在原松江县骏马五金厂(1995年成立)的基础上成立的,位于国际大都市上海的西郊。

工厂是由三线建设大型军工企业回沪人员创建。

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CNC工作原理

CNC工作原理

CNC工作原理标题:CNC工作原理引言概述:计算机数控(CNC)是一种自动化控制技术,广泛应用于各种机械加工领域。

CNC工作原理是通过计算机控制机床进行加工,实现精准、高效的加工过程。

本文将详细介绍CNC工作原理的五个部分。

一、数控系统1.1 控制器:CNC系统的核心部分,用于接收计算机发送的指令并控制机床运动。

1.2 编程软件:用于编写加工程序,将加工要求转化为机床可执行的指令。

1.3 人机界面:提供操作界面,方便操作人员进行程序输入、修改和监控。

二、传感器系统2.1 位置传感器:用于检测机床各轴的位置,保证加工精度。

2.2 速度传感器:监测机床各轴的运动速度,保证加工效率。

2.3 压力传感器:监测加工过程中的切削压力,保证加工质量。

三、执行系统3.1 伺服电机:用于驱动机床各轴的运动,实现高精度的定位和运动控制。

3.2 滚珠丝杠:将电机转动运动转化为直线运动,提高机床的定位精度。

3.3 刀具系统:根据加工要求选择合适的刀具,实现不同形状的加工。

四、加工过程4.1 加工参数设置:根据加工要求设置加工速度、刀具转速、进给速度等参数。

4.2 程序加载:将编写好的加工程序加载到CNC系统中。

4.3 自动加工:启动CNC系统,机床按照程序指令自动进行加工,实现高效、精准的加工过程。

五、监控与调整5.1 实时监控:通过人机界面监控机床运行状态,及时发现问题。

5.2 参数调整:根据监控结果调整加工参数,保证加工质量。

5.3 故障诊断:分析机床运行过程中出现的故障原因,及时排除故障,保证生产顺利进行。

结论:CNC工作原理涉及多个方面,包括数控系统、传感器系统、执行系统、加工过程以及监控与调整。

了解CNC工作原理有助于提高生产效率、加工精度,推动工业自动化发展。

希望本文的介绍能够帮助读者更深入了解CNC技术。

CNC工作原理

CNC工作原理

CNC工作原理CNC(Computer Numerical Control,计算机数控)是一种通过计算机控制机床运动的技术,广泛应用于各种制造领域。

它通过预先编写好的程序来控制机床的运动,实现复杂的加工操作。

本文将详细介绍CNC工作原理,包括其基本组成部分、工作流程和关键技术。

一、CNC的基本组成部分1. 控制系统:CNC的核心部分,负责接收和解析加工程序,并控制机床的运动。

控制系统通常由计算机、数控装置和接口电路组成。

2. 机床:CNC系统的执行部分,负责实际的加工操作。

常见的机床类型包括铣床、车床、钻床等。

3. 传感器:用于检测机床和工件的位置、速度和力等信息,并将其反馈给控制系统,以实现精确的运动控制。

4. 电机与驱动器:用于驱动机床的各个轴向运动,通常采用伺服电机和驱动器来实现精确的位置控制。

二、CNC的工作流程1. 编写加工程序:首先,操作员需要根据零件图纸和加工要求,使用专门的CNC编程软件编写加工程序。

加工程序包括加工路径、切削参数和工具补偿等信息。

2. 上传程序:将编写好的加工程序通过网络或存储介质上传到CNC系统的控制器中。

3. 设置工件和工具:操作员需要将待加工的工件安装到机床上,并选择合适的切削工具。

4. 启动加工:操作员在控制器上输入相应的指令,启动加工过程。

控制器将根据加工程序的要求,控制机床的各个轴向运动,实现零件的加工。

5. 监控加工过程:在加工过程中,操作员需要通过监控系统实时监测机床的运动和加工状态,确保加工质量和安全。

6. 完成加工:当加工完成后,操作员可以将工件从机床上取下,并进行必要的后续处理。

三、CNC的关键技术1. 插补算法:CNC系统需要根据加工程序中的加工路径,计算出各个轴向的运动轨迹。

插补算法是实现这一功能的关键技术,常见的插补算法包括直线插补、圆弧插补和螺旋线插补等。

2. 伺服控制技术:伺服电机和驱动器的组合可以实现高精度的位置控制。

伺服控制技术能够根据传感器反馈的位置信息,调整电机的转速和方向,实现精确的轴向运动。

CNC工作原理

CNC工作原理

CNC工作原理CNC(Computer Numerical Control)是一种自动化控制系统,用于控制机床进行加工操作。

它利用计算机控制机床的运动和操作,实现高精度、高效率的加工过程。

CNC工作原理涉及到硬件和软件两个方面,下面将详细介绍。

一、硬件部分1. 机床结构:CNC机床通常由床身、主轴、进给系统、传感器和控制面板等组成。

床身提供机床的稳定支撑,主轴用于切削工件,进给系统控制工具在工件上的运动,传感器用于检测工件和刀具的位置和状态,控制面板用于操作和设置。

2. 伺服系统:CNC机床的伺服系统由伺服电机、编码器和驱动器组成。

伺服电机负责提供驱动力,编码器用于反馈位置信息,驱动器将输入的电信号转换为电机的运动。

3. 控制系统:CNC机床的控制系统由主控板、操作面板和显示器等组成。

主控板接收来自计算机的指令,并将其转换为电信号发送给伺服系统控制机床的运动。

操作面板用于操作和设置加工参数,显示器用于显示加工过程和结果。

二、软件部分1. CAD/CAM软件:CAD(Computer-Aided Design)和CAM(Computer-Aided Manufacturing)软件是CNC加工的重要工具。

CAD软件用于设计工件的三维模型,CAM软件将CAD模型转换为机床能够识别和执行的加工程序。

2. G代码:G代码是一种用于控制CNC机床运动的编程语言。

它包含了机床运动、进给速度、刀具半径补偿等指令,通过G代码,CNC机床可以按照预定的路径和速度进行加工。

3. 机床坐标系:CNC机床使用坐标系来描述工件和刀具的位置。

常见的坐标系有绝对坐标系和相对坐标系。

绝对坐标系以机床原点作为参考点,相对坐标系以刀具起点作为参考点。

4. 插补算法:插补算法用于计算刀具的运动轨迹。

常见的插补算法有直线插补、圆弧插补和螺旋插补等。

通过插补算法,CNC机床可以实现复杂的曲线加工。

三、CNC工作流程1. 设计工件:使用CAD软件设计工件的三维模型。

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第四章计算机数控系统(CNC系统)第一节概述一、CNC系统的组成CNC系统主要由硬件和软件两大部分组成。

其核心是计算机数字控制装置。

它通过系统控制软件配合系统硬件,合理地组织、管理数控系统的输入、数据处理、插补和输出信息,控制执行部件,使数控机床按照操作者的要求进行自动加工。

CNC系统采用了计算机作为控制部件,通常由常驻在其内部的数控系统软件实现部分或全部数控功能,从而对机床运动进行实时控制。

只要改变计算机数控系统的控制软件就能实现一种全新的控制方式。

CNC系统有很多种类型,有车床、铣床、加工中心等的CNC系统。

但是,各种数控机床的CNC系统一般包括以下几个部分:中央处理单元CPU、存储器(ROM/RAM)、输入输出设备(I/O)、操作面板、显示器和键盘、纸带穿孔机、可编程控制器等。

图4-1所示为CNC系统的一般结构框图。

图4-1 CNC系统的结构框图在图4-1中所示的整个计算机数控系统的结构框图,数控系统主要是指图中的CNC控制器。

CNC控制器由计算机硬件、系统软件和相应的I/O接口构成的专用计算机与可编程控制器PLC组成。

前者处理机床轨迹运动的数字控制,后者处理开关量的逻辑控制。

三、CNC系统的功能和一般工作过程(一)CNC系统的功能 CNC系统由于现在普遍采用了微处理器,通过软件可以实现很多功能。

数控系统有多种系列,性能各异。

数控系统的功能通常包括基本功能和选择功能。

基本功能是数控系统必备的功能,选择功能是供用户根据机床特点和用途进行选择的功能。

CNC系统的功能主要反映在准备功能G指令代码和辅助功能M指令代码上。

根据数控机床的类型、用途、档次的不同,CNC系统的功能有很大差别,下面介绍其主要功能。

1. 控制功能 CNC系统能控制的轴数和能同时控制(联动)的轴数是其主要性能之一。

控制轴有移动轴和回转轴,有基本轴和附加轴。

通过轴的联动可以完成轮廓轨迹的加工。

一般数控车床只需二轴控制,二轴联动;一般数控铣床需要三2轴联动;一般加工中心为多轴控制,三轴联动。

控制轴数越多,特别是同时控制的轴数越多,轴控制、三轴联动或21要求CNC系统的功能就越强,同时CNC系统也就越复杂,编制程序也越困难。

2. 准备功能准备功能也称G指令代码,它用来指定机床运动方式的功能,包括基本移动、平面选择、坐标设定、刀具补偿、固定循环等指令。

对于点位式的加工机床,如钻床、冲床等,需要点位移动控制系统。

对于轮廓控制的加工机床,如车床、铣床、加工中心等,需要控制系统有两个或两个以上的进给坐标具有联动功能。

3. 插补功能 CNC系统是通过软件插补来实现刀具运动轨迹控制的。

由于轮廓控制的实时性很强,软件插补的计算速度难以满足数控机床对进给速度和分辨率的要求,同时由于CNC不断扩展其他方面的功能也要求减少插补计算所占用的CPU 时间。

因此,CNC的插补功能实际上被分为粗插补和精插补,插补软件每次插补一个小线段的数据为粗插补,伺服系统根据粗插补的结果,将小线段分成单个脉冲的输出称为精插补。

有的数控机床采用硬件进行精插补。

4. 进给功能根据加工工艺要求,CNC系统的进给功能用F指令代码直接指定数控机床加工的进给速度。

(1)切削进给速度以每分钟进给的毫米数指定刀具的进给速度,如100mm/min。

对于回转轴,表示每分钟进给的角度。

(2)同步进给速度以主轴每转进给的毫米数规定的进给速度,如0.02mm/r。

只有主轴上装有位置编码器的数控机床才能指定同步进给速度,用于切削螺纹的编程。

(3)进给倍率操作面板上设置了进给倍率开关,倍率可以从0~200%之间变化,每档间隔10%。

使用倍率开关不用修改程序就可以改变进给速度,并可以在试切零件时随时改变进给速度或在发生意外时随时停止进给。

5. 主轴功能主轴功能就是指定主轴转速的功能。

(1)转速的编码方式一般用S指令代码指定。

一般用地址符S后加两位数字或四位数字表示,单位分别为r/min和mm/min。

(2)指定恒定线速度该功能可以保证车床和磨床加工工件端面质量和不同直径的外圆的加工具有相同的切削速度。

(3)主轴定向准停该功能使主轴在径向的某一位置准确停止,有自动换刀功能的机床必须选取有这一功能的CNC 装置。

6. 辅助功能辅助功能用来指定主轴的启、停和转向;切削液的开和关;刀库的启和停等,一般是开关量的控制,它用M指令代码表示。

各种型号的数控装置具有的辅助功能差别很大,而且有许多是自定义的。

7. 刀具功能刀具功能用来选择所需的刀具,刀具功能字以地址符T为首,后面跟二位或四位数字,代表刀具的编号。

8. 补偿功能补偿功能是通过输入到CNC系统存储器的补偿量,根据编程轨迹重新计算刀具的运动轨迹和坐标尺寸,从而加工出符合要求的工件。

补偿功能主要有以下种类:(1)刀具的尺寸补偿如刀具长度补偿、刀具半径补偿和刀尖圆弧补偿。

这些功能可以补偿刀具磨损以及换刀时对准正确位置,简化编程。

(2)丝杠的螺距误差补偿和反向间隙补偿或者热变形补偿通过事先检测出丝杠螺距误差和反向间隙,并输入到CNC 系统中,在实际加工中进行补偿,从而提高数控机床的加工精度。

9. 字符、图形显示功能 CNC控制器可以配置单色或彩色CRT或LCD,通过软件和硬件接口实现字符和图形的显示。

通常可以显示程序、参数、各种补偿量、坐标位置、故障信息、人机对话编程菜单、零件图形及刀具实际移动轨迹的坐标等。

10. 自诊断功能为了防止故障的发生或在发生故障后可以迅速查明故障的类型和部位,以减少停机时间,CNC系统中设置了各种诊断程序。

不同的CNC系统设置的诊断程序是不同的,诊断的水平也不同。

诊断程序一般可以包含在系统程序中,在系统运行过程中进行检查和诊;也可以作为服务性程序,在系统运行前或故障停机后进行诊断,查找故障的部位。

有的CNC可以进行远程通信诊断。

11. 通信功能为了适应柔性制造系统(FMS)和计算机集成制造系统(CIMS)的需求,CNC装置通常具有RS232C通信接口,有的还备有DNC接口。

也有的CNC还可以通过制造自动化协议(MAP)接入工厂的通信网络。

12. 人机交互图形编程功能为了进一步提高数控机床的编程效率,对于NC程序的编制,特别是较为复杂零件的NC 程序都要通过计算机辅助编程,尤其是利用图形进行自动编程,以提高编程效率。

因此,对于现代CNC系统一般要求具有人机交互图形编程功能。

有这种功能的CNC系统可以根据零件图直接编制程序,即编程人员只需送入图样上简单表示的几何尺寸就能自动地计算出全部交点、切点和圆心坐标,生成加工程序。

有的CNC系统可根据引导图和显示说明进行对话式编程,并具有自动工序选择、刀具和切削条件的自动选择等智能功能。

有的CNC系统还备有用户宏程序功能(如日本FANUC 系统)。

这些功能有助于那些未受过CNC编程专门训练的机械工人能够很快地进行程序编制工作。

(二)CNC系统的一般工作过程1. 输入输入CNC控制器的通常有零件加工程序、机床参数和刀具补偿参数。

机床参数一般在机床出厂时或在用户安装调试时已经设定好,所以输入CNC系统的主要是零件加工程序和刀具补偿数据。

输入方式有纸带输入、键盘输入、磁盘输入,上级计算机DNC通讯输入等。

CNC输入工作方式有存储方式和NC方式。

存储方式是将整个零件程序一次全部输入到CNC内部存储器中,加工时再从存储器中把一个一个程序调出。

该方式应用较多。

NC方式是CNC一边输入一边加工的方式,即在前一程序段加工时,输入后一个程序段的内容。

2. 译码译码是以零件程序的一个程序段为单位进行处理,把其中零件的轮廓信息(起点、终点、直线或圆弧等),F、S、T、M等信息按一定的语法规则解释(编译)成计算机能够识别的数据形式,并以一定的数据格式存放在指定的内存专用区域。

编译过程中还要进行语法检查,发现错误立即报警。

3. 刀具补偿刀具补偿包括刀具半径补偿和刀具长度补偿。

为了方便编程人员编制零件加工程序,编程时零件程序是以零件轮廓轨迹来编程的,与刀具尺寸无关。

程序输入和刀具参数输入分别进行。

刀具补偿的作用是把零件轮廓轨迹按系统存储的刀具尺寸数据自动转换成刀具中心(刀位点)相对于工件的移动轨迹。

刀具补偿包括B机能和C机能刀具补偿功能。

在较高档次的CNC中一般应用C机能刀具补偿,C机能刀具补偿能够进行程序段之间的自动转接和过切削判断等功能。

4. 进给速度处理数控加工程序给定的刀具相对于工件的移动速度是在各个坐标合成运动方向上的速度,即F代码的指令值。

速度处理首先要进行的工作是将各坐标合成运动方向上的速度分解成各进给运动坐标方向的分速度,为插补时计算各进给坐标的行程量做准备;另外对于机床允许的最低和最高速度限制也在这里处理。

有的数控机床的CNC软件的自动加速和减速也放在这里。

5. 插补零件加工程序程序段中的指令行程信息是有限的。

如对于加工直线的程序段仅给定起、终点坐标;对于加工圆弧的程序段除了给定其起、终点坐标外,还给定其圆心坐标或圆弧半径。

要进行轨迹加工,CNC必须从一条已知起点和终点的曲线上自动进行“数据点密化”的工作,这就是插补。

插补在每个规定的周期(插补周期)内进行一次,即在每个周期内,按指令进给速度计算出一个微小的直线数据段,通常经过若干个插补周期后,插补完一个程序段的加工,也就完成了从程序段起点到终点的“数据密化”工作。

6. 位置控制位置控制装置位于伺服系统的位置环上,如图4-2所示。

它的主要工作是在每个采样周期内,将插补计算出的理论位置与实际反馈位置进行比较,用其差值控制进给电动机。

位置控制可由软件完成,也可由硬件完成。

在位置控制中通常还要完成位置回路的增益调整、,各坐标方向的螺距误差补偿和反向间隙补偿等,以提高机床的定位精度。

图4-2 位置控制的原理7. I/O处理 CNC的I/O处理是CNC与机床之间的信息传递和变换的通道。

其作用一方面是将机床运动过程中的有关参数输入到CNC中;另一方面是将CNC的输出命令(如换刀、主轴变速换档、加冷却液等)变为执行机构的控制信号,实现对机床的控制。

8. 显示 CNC系统的显示主要是为操作者提供方便,显示装置有CRT显示器或LCD数码显示器,一般位于机床的控制面板上。

通常有零件程序的显示、参数的显示、刀具位置显示、机床状态显示、报警信息显示等。

有的CNC装置中还有刀具加工轨迹的静态和动态模拟加工图形显示。

上述的CNC的工作流程如图4-3所示。

图4-3 CNC的工作流程。

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