常用的数控系统.
数控机床的位置控制系统
7050铝合金等通道多转角挤压过程的三维有限元模拟
吕哲;郑立静;于燕;李焕喜;高文理
【期刊名称】《稀有金属材料与工程》
【年(卷),期】2008(37)12
【摘要】对7050铝合金等通道多次转角挤压(equal-channel angular pressing,简称ECAP)过程中的变形行为进行三维有限元模拟,并研究了挤压过程中等效应变的演化以及载荷-位移曲线变化。
为开发多道次ECAP工艺的模具设计、工艺参数提供理论指导依据。
【总页数】4页(P2125-2128)
【关键词】等通道多次转角挤压;有限元分析;等效应变;7050铝合金
【作者】吕哲;郑立静;于燕;李焕喜;高文理
【作者单位】北京航空航天大学,北京100083;湖南大学,湖南长沙410082
【正文语种】中文
【中图分类】TG371
【相关文献】
1.7050铝合金等通道转角挤压的有限元模拟及力学性能 [J], 徐尊平;程南璞;陈志谦
2.等通道转角挤压过程和参数的有限元模拟概述 [J], 袁玉春;马爱斌;江静华
3.等通道转角挤压过程和参数的有限元模拟概述 [J], 袁玉春;马爱斌;江静华
4.7050铝合金热挤压成形过程的有限元模拟 [J], 许柏华;张翔;王晓溪
5.7050铝合金等通道转角挤压过程中显微结构和力学性能演化的小角x射线散射研究 [J], 郑立静;李树索;李焕喜;陈昌麒;韩雅芳;董宝中
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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。
数控机床编程技术习题答案
全国高等职业教育示范专业规划教材数控技术专业国家精品课程配套教材《数控机床编程技术》课后习题答案董兆伟主编机械工业出版社第1章数控机床编程基础1.数控加工的过程如何？首先对零件图纸进行工艺性分析，根据零件的形状、尺寸和技术要求等，确定加工方案。
编制数控加工程序，输入到数控机床的数控装置中，数控装置对程序进行译码、运算和逻辑处理后，以脉冲的形式对伺服机构和辅助装置发出各种动作指令，伺服机构将来自数控装置的脉冲指令进行放大并转换成机床移动部件的运动，使刀具与工件及其他辅助装置严格地按照加工程序规定的顺序、轨迹和参数有条不紊地工作，从而加工出零件。
2.数控机床是由哪几个部分组成的？各部分的作用是什么？数控机床是典型的机电一体化产品，主要由程序载体、输入/输出装置、数控装置、伺服系统、反馈装置和机床本体等几部分组成。
⑴程序载体人和数控机床联系的媒介物(也称程序介质、输入介质、信息载体)控制介质可以是穿孔带，也可以是穿孔卡、磁带、磁盘或其他可以储存代码的载体，有些直接集成在CAD/CAM 中。
⑵输入输出装置输入输出装置是机床与外部设备的接口，主要有纸带阅读机、软盘驱动器、RS232C串行通信口、MDI方式等。
⑶数控装置数控装置是数控机床的中枢，在普通数控机床中一般由输入装置、存储器、控制器、运算器和输出装置组成。
数控装置接收输入介质的信息，并将其代码加以识别、储存、运算，输出相应的指令脉冲以驱动伺服系统，进而控制机床动作。
⑷伺服系统其作用是把来自数控装置的脉冲信号转换成机床移动部件的运动，包括信号放大和驱动元件。
其性能好坏直接决定加工精度、表面质量和生产率。
⑸检测反馈系统其作用是对机床的实际运动速度、方向、位移量以及加工状态进行检测，将测量结果转化为电信号反馈给数控装置，通过比较,计算实际位置与指令位置之间的偏差，并发出纠正误差指令。
⑹机床本体机床本体是数控机床的主体，由机床的基础大件（如床身、底座）和各运动部件（如工作台、床鞍、主轴等）所组成。
谷夫道Punggol数控系统简介
攻丝循环 镗孔循环 钻孔循环 反镗孔循环 镗孔循环 镗孔循环 绝对坐标方式编程 相对坐标方式编程 圆弧中心点绝对坐标方式编 程 圆弧中心点相对坐标方式编 程 工件坐标系设定 取消预置工件坐标系 每分钟进给 每转进给 恒线速切削 恒线速切削取消 固定循环返回初始平面 固定循环返回 R 平面
M 代码 M00 M01 M02 M03 M04 M05 M07 M08 M09 M13 M14 M15 M19
G 代码 G00 G01 G02 G03 G04 G09 G10 G15 G16 G17 G18 G19 G20 G21 G22 G23 G27 G28 G29 G30 G31
功能 快速定位 直线插补 顺时针圆弧插补 逆时针圆弧插补 暂停 准确停止 可编程数据输入 极坐标编程取消 极坐标编程 XY 平面选择 ZX 平面选择 YZ 平面选择 英制尺寸 公制尺寸 存储行程检测无效 存储行程检测使能 返回参考点检测 返回第 1 参考点 从参考点返回 返回第 2、3、4 参考点 跳转
G 代码 G57 G58 G59 G61 G62 G63 G64 G65 G66 G67 G68 G68.1 G69 G69.1 G73 G74 G76 G80 G81 G82 G83
功能 选择工件坐标系 4 选择工件坐标系 5 选择工件坐标系 6 精确准停 拐角减速 攻丝方式 连续切削方式 宏程序调用 模态调用宏程序 模态调用宏程序取消 坐标旋转 坐标平移 坐标旋转取消 坐标平移取消 深孔钻 左旋攻丝循环 精镗孔 固定循环取消 钻孔循环 铰孔循环 深孔钻循环
1
径补偿建立和取消不限定直线，并具备自动过切检查和消除功能。 4. 通用 PLC，简化机床 IO 控制。支持多种基本和功能指令，可以完成各种机床 IO 控制、 控制逻辑和通过 PLC 调用宏程序实现轴向运动功能，开放式架构，方便 CNC 应用工程师、 机床厂家电气工程师及终端用户技术维护人员开发、维护、定制所需的功能。使用最常用的 梯形图方式编辑，易用性更强。 5. 方便定制个性化用户界面和功能，集成厂商自己的工艺特点，区别市场上其他厂家的系 统，形成自己的核心竞争力。 6. 总线通讯。轴控模块和 IO 模块全部使用 EtherCAT 实时以太网通讯，简化硬件连线和 结构，拓展灵活，可靠性高。
FANUC与SIEMENS数控系统的程序代码对比
FANUC与SIEMENS数控系统的程序代码对⽐ FANUC与SIEMENS，是两种最常⽤的数控系统，它们有很多相似之处，但代码表达⽅式却不尽相同，本⽂通过各种常⽤编程指令的格式对⽐，为需要在两种格式之间进⾏程序转换的编程者提供⼀些应⽤参考，提⾼编程⽔平。
笔者公司多年来购买了许多种类的数控加⼯中⼼，最初主要以FANUC0i—MA系统为主，后来多为西门⼦840D系统，编程员就需要经常将原来的FANUC程序转换成西门⼦程序后再下发机床，经验较丰富的编程员可以很快地完成，但初次接触西门⼦系统的编程员经常将格式搞错，要么导致程序⽆法下发，要么加⼯中程序格式报警，下⾯笔者结合⾃⼰平时的编程经验，将两种系统放在⼀起，通过对⽐说明，以共同提⾼编程⽔平。
⼀、程序命名规则 FANUC数控系统机床将“WP1-CUXI”读取为程序名，字符串间⽤“-”连接；西门⼦机床将“WP1_CUXI”读取为程序名，字符串间⽤“_”连接，“MPF”表⽰为主程序，若为“SPF”则⾃动放⼊⼦程序⽂件夹。
此外，在任意程序段，需要书写字符串的地⽅都应遵循FANUC使⽤“-”、西门⼦使⽤“_”。
⼆、⼑具长度与半径补偿 FANUC程序需使⽤“H1”对⼑具T1进⾏长度补偿，使⽤“D1”对⼑具T1进⾏半径补偿，H值与D值分别存储在OFFSET⾯板的长度补偿与半径补偿栏。
⽽西门⼦程序只需在调⽤⼑具后移动⼑具前执⾏“D1”即可同时进⾏长度和半径补偿，西门⼦的“D1”表⽰的含义是“⼑沿1”，其在OFFSET⾯板中对应了⼀组⼑具长度和⼑具半径，每把⼑均拥有若⼲组⼑具长度和⼑具半径，即若⼲个“⼑沿”D1~D9（840D有9个，810D、802D有3个），⼀般⼑具都使⽤各⾃的D1即可。
需要特别指出的是，840D 每个⼑沿包含3个长度补偿值，通常“长度补偿1”保存当前加⼯平⾯（由G17、G18、G19决定）对应⼑具轴的铣⼑长度补偿值，不同⼑具种类3个长度补偿值含义不同。
数控机床的十大数控系统
数控机床的十大数控系统
数控机床的操作和监控全部在这个数控单元中完成，它是数控机床的大脑。
今天小编就给大家介绍下数控机床的十大数控系统，大家一起来看看吧。
1、日本FANUC数控系统
日本发那科GS(FANUC)是当今世界上数控系统科研、设计、制造、销售实力最强大的企业，总人数4549人(2005年9月数字)，科研设计人员1500人。
(1)高可靠性的PowerMate 0系列用于控制2轴的小型车床，取代步进电动机的伺服系统;可配画面清晰、操作方便、中文显示的
CRT/MDI，也可配性能/价格比高的DPL/MDI。
(2)普及型CNC 0-D系列0-TD用于车床，0-MD用于铣床及小型加工中心，0-GCD用于圆柱磨床，0-GSD用于平面磨床，0-PD用于冲床。
(3)全功能型的0-C系列0-TC用于通用车床、自动车床，0-MC 用于铣床、钻床、加工中心，0-GCC用于内、外圆磨床，0-GSC用于平面磨床，0-TTC用于双刀架4轴车床。
(4)高性能/价格比的0i系列整体软件功能包，高速、高精度加工，并具有网络功能。
0i-MB/MA用于加工中心和铣床，4轴4联动;0i-TB/TA用于车床，4轴2联动;0i-mateMA用于铣床，3轴3联动;0i-mateTA用于车床，2轴2联动。
(5)具有网络功能的超小型、超薄型CNC 16i/18i/21i系列控制单元与LCD集成于一体，具有网络功能，超高速串行数据通讯。
其中FSl6i-MB的插补、位置检测和伺服控制以纳米为单位。
16i最大可控8轴，6轴联动;18i最大可控6轴，4轴联动;21i最大可控4轴，4轴联。
数控铣床系统的分类
数控铣床系统的分类
数控铣床的系统主要有冷却系统和润滑系统这两类。
①冷却系统。
数控铣床的冷却系统是由冷却泵、出水管、回水管、开关及喷嘴等组成，冷却泵安装在机床底座的内腔里，冷却泵将切削液从底座内储液池打至出水管，然后经喷嘴喷出，对切削区进行冷却。
②润滑系统及方式。
润滑系统是由手动润捐油泵、分油器、节流阀、油管等组成。
机床采用周期润滑方式，用手动润滑油泵，通过分油器对主轴套筒、纵横向导轨及三向滚珠丝杆进行润滑，以提高机床的使用寿命。
从数字控制技术特点看，由于数控机床采用了伺服电机，应用数字技术实现了对机床执行部件工作顺序和运动位移的直接控制，传统机床的变速箱结构被取消或部分取消了，因而机械结构也大大简化了。
数字控制还要求机械系统有较高的传动刚度和无传动间隙，以确保控制指令的执行和控制品质的实现。
同时，由于计算机水平和控制能力的不断提高，同一台机床上允许更多功能部件同时执行所需要的各种辅助功能已成为可能，因而数控机床的机械结构比传统机床具有更高的集成化功能要求。
从制造技术发展的要求看，随着新材料和新工艺的出现，以及市场竞争对低成本的要求，金属切削加工正朝着切削速度和精度越来越高、生产效率越来越高和系统越来越可靠的方向发展。
这就要求在传统机床基础上发展起来的数控机床精度更高，驱动功率更大，机械机构动静、热态刚度更好，工作更可靠，能实现长时同连续运行和尽可能少的停机时间。
今天的分享就到这里，希望对大家有所帮助。
数控机床的控制系统概述
第七章数控机床的控制系统概述学习目的：1．什么是数控技术、数控系统和数控机床，数控系统对机床的控制包括哪几方面？2．数控机床控制系统组成有哪些，他们的作用各是什么？3．数控机床的控制方式有几种，各有什么特点？4．数控机床的接口有几类，他们的接口规范是什么？第一节数控机床的控制系统一、数字控制技术简介1．数字控制技术数字控制（Numerical Control）技术，简称数控技术，是用数字化信号对机床运动及其加工过程进行自动控制的一种方法。
数控技术不仅用于机床的控制，而且还用于其它设备的控制，产生了诸如数控绘图机、数控测量机等数控设备。
2．数控系统和数控机床用数字控制技术实现自动控制的系统称为数控系统。
数控系统中的控制信息是数字量，其硬件基础是数字逻辑电路。
最初数控系统是由数字逻辑电路构成的，所以也成为硬件数控系统。
现代数控系统采用存储程序的专用计算机或通用计算机来实现部分或全部基本数控功能，所以成为计算机数控系统（Comouter Numerical Control），简称CNC系统。
计算机数控系统是在硬件和软件共同作用下完成数控任务的，具有真正的“柔性”。
数控系统对机床的控制包括顺序控制和数字控制两个方面。
顺序控制是指对刀具交换、主轴调速、冷却液开关、工作台的极限位置等一类开关量的控制。
数字控制是指机床进给运动的控制，用于实现对工作台或刀架的位移、速度这一类数字量的控制。
数控系统与机床的有机结合称为数控机床，如数控车床、数控铣床、数控加工中心等。
数控机床是机电一体化的典型产品，是集机床、计算机、电力拖动、自动控制、检测等技术为一体的自动化设备。
二、数控机床控制系统的组成序记载机床加工所需的各种信息，包括零件的加工轨迹、工艺信息及开关命令。
输入装置是将程序载体上的数控编码转换成相应的脉冲信息，传送并存入数控装置内。
输出装置显示输入的内容及数控工作状态等信息，监控数控系统的运行。
常用的输入/输出装置有光电阅读机、磁带录放机、磁盘驱动器、键盘和CRT显示器等。
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2．PMC软件的总体结构 （1）头文件
PMC程序所需要的基本规范和数学定义 等称为头文件
（2）变量声明
接口、变量等定义 定义PMC的输入点 定义PMC的输出点
动作停留时间的长短、位移的距离、运
动的速度等等。
约定：如果参数用以表示时间，其单
位时间为1/512s；如果参数用以表示长度，
其单位长度为1/1000mm；如果参数用以表
3.4.1 加工中心PMC的I/O点
进入PLC逻辑控制的信号如下。 1．PLC与第二操作面板间的连接信号 2．PLC与手轮之间的连接信号 3．PLC与手动操作面板间的连接信号 4．PLC与机床主体之间的连接信号 5．PLC与各轴驱动单元之间的连接信 号 6．其他信号
3.5 数控机床故障的判定
故障可以分为数控系统故障、伺服系 统故障、液压系统故障和机械系统故障等 几种，数控系统的故障通常由数控系统自 身的逻辑处理程序直接处理 。
5．切削异常检出功能及寿命控制
在数控系统中设置每一把刀具在正常状 态下用额定切削用量工作的切削负荷。当切 削负荷增加到一定程度时，数控系统会认为 刀具磨损严重需要更换刀具。刀具寿命控制 功能，即数控系统允许设置每一把刀具的最 佳工作寿命，达到工作时间不管刀具的工作 状态如何均进行刀具的自动更换 。
在操作界面上加工中心的PMC功能可以
分为两部分：报警功能部分和动作功能部分。
在拟定动作功能时，应尽可能多的考虑
执行该动作的安全限制条件，使特定的动作
能安全、高效、顺利进行，这些限制条件应
覆盖包括国家安全、劳保等法规所规定的限
制条件。
3.3.3 PMC程序总体结构
1．模块化的PMC软件开发思想
每一个模块完成特定的功能。 每一个子模块都可以在NC的人—机接 口PLC参数设置栏中设置开关条件 。
主轴还刀后刀库退回； 计算最短选刀路径； 启动刀盘旋转； 刀库前进； 主轴抓刀； X轴去刀库安全返回位； 主轴抓刀后刀库退回； 解除主轴准停。
3.4 数控机床的强电控制系统
合适的强电控制系统，使它能够接受数 控系统发出的弱电信号，并将弱电信号放
大后去控制强电设备的运转。同时，数控
机床工作时的各种信号又可以用合适的电
坐标轴伺服系统或主轴驱动系统通常在
制造时也设置了几十甚至上百的故障信息 。
在液压系统和机械系统等系统内部，设
置有许多保证系统稳定正常运转的传感器，
如：接近开关、温度传感器、力传感器、振
动传感器以及过电压、过电流、缺相等检测
示速度，其单位为mm/min。
（4）PMC软件组成
PMC软件分为初始化、运行和关闭三 个组成部分。
3．加工中心的基本功能程序段
加工中心的基本功能包括轴运动控制、 手轮、归零、各种工作方式转换、主轴准 停、手动调整操作面板的管理等功能。
（1）工作方式转换程序段 （2）主轴速度修调
3.3.4 PMC典型子模块举例 Z轴去换刀位； 主轴准停； 刀库前进； Y轴去换刀位； X轴去换刀位； 松刀吹气；
第3章 数控机床控制系统
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5
数控系统概述 机床常用数控系统 数控机床PMC 数控机床的强电控制系统 数控机床故障的判定
3.1 数 控 系 统 概 述
数控系统性能的优劣决定了数控机床 加工效率、成形精度和运行的稳定性。
数控系统可以控制机床实现二轴、三 轴或多轴联动加工 。
加工中心与普通数控机床的区别在于 有无刀库和自动换刀装置。
3.1.1 数控系统的计算机功能
1．具有与计算机网络进行通信和
联网的功能 2．实现远程控制的功能
3.1.2 数控系统的高效加工功能 1．自动原点补偿
数控机床自身携带的专用位置检测工 具对工件的侧边进行定长扫描（可以自动 或手动），以扫描后诸点的拟合直线作为 数控机床水平面内的X坐标轴的方向，数 控机床的绝对坐标系同时以X轴为准进行 粗加工前的位置补偿。
2．高阶曲线插补
通过程序段预读（1000段或更多）的 方式，将折线重新拟合为曲线，数控系统 以此曲线加工轨迹控制刀具的运动 。
3．刀具磨损补偿值记忆
根据刀具的使用时间按照预定的补偿量 对刀具直径和刀具的长度进行补偿。
4．区域加工功能
根据工序余量的特点，在加工区域中 设置任意多个特定要求的加工区域，每个 区域的切削参数不同。
3.2 机床常用数控系统
3.2.1 SIEMENS数控系统
SINUMERIK 840D共设置有10个数控 通道，具有同时处理10组加工数据的能力； 最多可控制24个NC轴和6个主轴。标准配 备的以太网接口具有很强的通信功能 。
3.2.2 FANUC数控系统
FANUCLeabharlann 16/18 系列数控系统具有多主轴、 多控制轴控制功能，数控铣床可以构成具有 三轴联动和五轴联动功能的加工中心；具有 与计算机联网组成柔性制造系统的能力。 开发有存储卡在线DNC加工功能。 FANUC数控系统及伺服系统采用 3×220V、50Hz交流电源标准 。
平回馈给数控系统。
强电系统在设计时应充分考虑避免外
界干扰信号的侵入和数控机床本身强电元
件起动和停止时可能产生的干扰。对外界
干扰信号（如：大型动力机械起动、电弧
焊机焊接时等）采取隔离变压器或自动交 流稳压器进行处理可以取得良好的效果；
对于强电系统内部接触器吸合等产生 的干扰信号，使用浪涌抑制元件可以消除 其影响；对于数控系统通信使用的控制信 号电缆使用单端或两端接地的方式可以有 效消除电磁波的干扰；数控机床的控制柜 一定要良好接地使其能够良好屏蔽外部的 电磁干扰信号；在控制柜内部的数控系统 和伺服驱动系统等运动控制系统也应采取 良好的接地措施 。
3.3 数控机床PMC
3.3.1 PMC概述
PMC又称为数控机床内置式PLC，是 对数控系统功能进行的二次开发。 NC模块、PMC 模块在数控系统中的关 系如图3.3所示。
图 3 3 模 块 、 模 块 在 数 控 系 统 中 的 关 系
. NC PMC
3.3.2 数控机床PMC的动作要求
① 具有加工中心的基本控制功能； ② 具有刀库管理和自动换刀控制功能； ③ 具有双工作台交换功能； ④ 具有工作台定角度分度定位控制功 能； ⑤ 具有故障诊断、显示和报警功能。