数控机床原理及应用教学课件作者何伟第十八讲课件

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1、数控机床原理及应用第十八讲本讲内容提要数控机床的控制信息NC侧与MT侧的概念数控机床的接口信息数控机床输入/输出和通信接口数控机床的控制信息数控机床的控制信息可分为两类:一类是对数控机床各进给运动的坐标轴进行控制的数字控制信息，以及各轴运动的插补、补偿等控制信息。即运用插补算法计算出的理论位置与实际反馈的位置比较，以其误差实现对进给电机的控制。另一类是顺序控制信息，即在数控机床运行过程中，以CNC装置内部和机床本体的各行程开关、传感器、按钮、继电器等的开关量信号状态为条件，按预先设计的逻辑顺序对诸如刀具的更换、工件的夹紧与松开、主轴的启停、各坐标轴

2、超程的闭锁、液压等进行的控制。数控机床的控制信息一般说来，第一类控制信息由CNC装置处理，第二类信息由PLC处理。机床结构越复杂，辅助装置越多，则受控的对象也越多，需流通的控制信息也就会越多。NC侧与MT侧的概念仅考虑PLC在数控机床的控制信号流通中的作用，CNC装置、PLC和机床三者间的关系可简化为图4-21由图可见，根据PLC在数控机床中的位置，常将数控机床分为“NC侧”（CNC装置侧）和“MT侧”（即机床侧）两大部分。“NC侧”包括CNC系统的硬件软件及其外部设备。“MT侧”则包括机床机械部分及其液压、气压、润滑、排屑等辅助装置，以及机床操作

3、面板、强电线路等。而PLC处于两者之间，对它两侧的输入、输出信号进行处理。。NC侧与MT侧的概念CNCPLCMT图4-21带PLC的数控机床信号流向框图数控机床的接口信息数控机床的“接口”是指CNC装置与机床及机床电气设备之间的电气连接部分。根据国际标准机床数字控制-数控装置和数控机床电气设备之间的接口规范》的规定，接口分为四种类型。第1类是与驱动命令有关的连接电路；第2类是数控装置与测量系统和测量传感器间的连接电路；第3类是电源及保护电路；第4类是开关量信号和代码信号连接电路。数控机床的接口信息一般说来，第1、2类接口传递的信息是数控装置与伺服单

4、元、伺服电机、位置检测和速度检测之间的控制信息和反馈信息，属于数字控制与伺服控制，与PLC无关。数控机床的接口信息第3类电源及保护电路由数控机床的强电线路中的电源控制电路构成。强电线路主要由电源变压器、控制变压器、各种继电器、保护开关、接触器、功率继电器等组成，，为辅助交流电机、电磁铁、电磁离合器、电磁阀等大功率执行元件提供电源。强电线路不能与低压下工作的控制电路或弱电线路直接连接，而只能通过断路器、热动开关、中间继电器等器件转换成在直流低压下工作的触点的开合动作，才能成为继电器逻辑电路和PLC可接收的电信号。反之亦然。数控机床的接口信息第4类开关

5、量信号和代码信号是数控装置与外部传送的输入、输出控制信号。数控机床不带PLC时，这些信号直接在NC侧和MT侧之间传送。当数控机床带有PLC时，除极少数的高速信号外，这些信号均需通过PLC。这类信号中有一些诸如“急停”、“进给保持”、“循环起动”等用于保护人身、设备安全的信号和一些操作信号是必须的。还有一些诸如“程序停止”、“复位”、“M、S、T信号”等是在特定的数控装置和机床配置条件下才需要的，并非任何数控机床都必须有的。数控机床输入/输出和通信接口一般说来，数控机床对输入/输出和通信接口有如下三方面的要求：（1）用户能将数控命令、代码输入CNC系

6、统，因此需接有键盘、软驱、串行通信口、网络接口等输入设备；（2）需根据用户输入的加工程序对继电器、电动机等数控机床加工设备进行控制，在加工过程中还需对一些反应诸如机械原点、超程等信息的开关量进行检测；（3）系统应有相应的操作提示信息，使操作员能对系统执行情况、电动机运行状态等进行监视，所以机床需配备LED（数码管）、CRT（阴极射线管）、LCD（液晶显示器）等显示接口电路。数控数控机床输入/输出和通信CNC系统的显示功能主要由系统的人机界面决定。目前普遍采用LCD、CRT显示接口电路，可显示当前功能、当前执行的程序、动态坐标、动态轨迹、错误信息提示

7、、操作信息等，以实时动态地反映加工控制过程中的各种信息，尽量让操作员第一时间内了解系统当前的状态。数控机床输入/输出和通信接口数控机床的输入/输出接口一般完成如下任务：接收机床操作面板上的开关、按钮信号和机床的各种限位开关信号；将各种机床当前的工作状态显示在操作面板的指示灯上；将控制机床动作的控制信息送至强电柜等。因此，可以说数控机床的输入/输出接口是CNC装置和数控机床、操作面板之间进行信号传递不可缺少的环节。数控机床输入/输出和通信接口数控机床的输入/输出接口常用的器件和电路有：光电耦合器、固态继电器等。数据在设备间的传送可用串行方式或并行方式

8、。对于距离较远的设备，数据传送采用串行方式。串行通信接口的工作过程为：先将机内的并行数据转换成串行信号，再传送出去；接收时