机床CNC基础知识

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1、机床CNC基础知识机床CNC基础知识%1.CNC机床与CNC系统CNC的含义是计算机数字控制。1.CNC机床⑴.金属切削用孔加工、攻丝、锂削、铳削、车削、切螺纹、切平而、轮廓加工、平而磨削、外圆磨削、内圆磨削等。⑵.线电极切割机。⑶.冲床、步冲、冲压、金属成型、弯管等机床。⑷.产业机器人。⑸.注塑机。⑹.检测、测量机。⑺.木工机械。（8）・特殊材料加工机械：如加工石材、玻璃、发射性矿料等。（9）.特种加工机械激光加工机、气体切割机、焊接机、制图机、印刷机等。随着电子技术和计算机技术以及IT技术的发展，H前，这些机床与加

2、工设备都可用数值计算机用数值数据进行控制，称为CNC控制。2.CNC系统CNC系统的含义是计算机数值控制系统。CNC系统的基本配置机床的CNC控制是集成多学科的综合控制技术。一台CNC系统包括•：（1）.CNC控制单元（数值控制器部分）。（2）.伺服驱动单元和进给伺服电动机。⑶.主轴驱动单元和主轴电动机。（4）.PMC（PLC）控制器。（5）.机床强电柜（包括刀库）控制信号的输入/输出（I/O）单元。（6）.机床的位置测量与反馈单元（通常包括在伺服驱动单元中）。（7）.外部轴（机械）控制单元。如：刀库、交换工作台、上下

3、料机械手等的驱动轴。⑻.信息的输入/输出设备。如电脑、磁盘机、存储卡、键盘、专川信息设备等。（9）.网络。如以太网、HSSB（高速数据传输口）、RS-232C口等和加工现场的局域网。CNC单元（控制器部分）的硬件实际上就是一台专用的微型计算机。是CNC设备制造厂自C设计生产的专门用于机床的控制的核心。下而的儿张图表示出其基本硬件模块；基本的控制功能模块和一台实际的控制器硬件。%1.机床的运动朋标及进给轴一台机床有儿个运动轴执行加工时的切削迓给，因此称其为进给轴。机床开机后以机床零点为基准建立了机床的机械处标系（直角处标

4、系）。每个轴对应于其中的-个相应的处标。轴有宜线运动的，有回转运动的。国际标准ISO对朋标轴的方向与名称是有规定的。如下图。根据规定，按直角坐标系右手法则定义各坐标轴，Z轴正方向--般为机床主轴的方向。X、Y、Z定义为宜线运动轴；U、V、W为分别平行于X、Y、Z的直线运动轴；A、B、C为回转运动轴，分别围绕X、Y、Z运动，其止方向符合右手螺旋规则。CNC控制时用程序命令X、Y、Z、U、V、W、A、B、C等指令被控的处标轴，用数值指令其运动的距离，止负号指令移动方向，F指令运动速度。例如：G01X120Y-300F100

5、0；意义是G01：X轴与Y轴协调运动，加工一条直线：X120,Y-300：X轴走120mm；Y轴走一300mm；F：进给速度为1000mm/分。%1.CNC插补与位置控制指令的输出1.轨迹运动的插补计算■■插补器CNC对机床的坐标运动进行控制。在控制原理上这是位置量控制系统。需要控制的是：几个轴的联动，运动轨迹（加工轮廓）的计算：最重要的是保证运动精度和定位精度（动态的轮廓儿何粘•度和静态的位置儿何精度）；各轴的移动量（mm）；移动速度（mm/分）；移动方向；起/制动过程（加速/降速）；移动的分辨率。现代的CNC系统是

6、纯电气的控制系统。进给轴的移动是市伺服电动机执行的。通常，一个进给轴市一个伺服电动机驱动。电动机rh伺服放大器供给动力。伺服放大器的丄作市CNC的插补器的分配输出信号控制。CNC对机床进给轴的控制，是执行事先编制好的加工程序指令。程序指令是按零件的轮廓编制的加工刀具运动轨迹（如上图）。程序是根据零件轮廓分段编制的。一个程序段加工一段形状的轮廓。轮廓形状不同，使用不同的稈序指令（零件轮廓形状元素）。例如：G01-直线运动指令；G02—-顺时针圆弧运动指令；G03—逆时针运动圆弧指令；G32（G33）一-螺纹加工……但是，

7、在一段加工指令中，只是编写此段的走刀终点。女II：下而一个程序段要加工X-Y平面上一段圆弧，程序中只指令了终点的地标值XI00；Y-200：G90G17G02XI00.Y-200.R50.F500：此段的起点已在前一段编写，就是前段的终点。因此，加工此段时，如上图所示，NC控制器即计算机处理器只知道该段的起点和终点处标值。段小的刀具运行轨迹上其它各个点的处标值必须Itl处理器计算出来。处理器是依据该段轮廓指令（G02）和起点和终点的处标值让算的，即必须算出希望加工的工件轮綁，算出在执行该段指令过程中刀具沿X轴和Y轴同时

8、移动的屮间各点的位置。X轴和Y轴的合成运动即形成了刀具加工的工件伦廓轨迹。除此Z外，在程序中必须指令运动速度（加工速度），如：F500在位置计算时,要根据轮廓位置算出对应点的刀具运动方向速度。此例中是分别算出沿X轴各点的对应速度和沿Y轴各点的对应速度。实现上述运算的机构称之为插补器。插补器每运算一次称为一个插补周期，一般为8ms；