数控机床的连接与调试

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1、袁敦磊：数控机床系统的连接与调试1绪论1.1数字控制的基本概念数字控制（NumericalContronl,NC)简称数控，是指用数字化信号对控制对象进行控制的方法也称数控技术。对于数控机床来说，控制的对象是金属切削机床。实现数字控制任务的设备叫做数控系统，装备了数控系统的机床叫做数控机床。在数控机床上加工零件的过程如下图所示。机床零件图伺服系统数控装置加工程序数控系统图1-1数控机床零件加工图在数控系统中，数控装置是实现数控技术的关键。数控装置完成数控程序的读入、解释，并根据数控程序的要求对机床进行运动控制和

2、逻辑控制。早期的数控装置中，所有的工作都是有数字逻辑电路实现的，称为硬件数控。现代数控系统中，数控装置的工作都是有计算机系统来完成，我们把这种数控装置构成的数控系统称为计算机数控系统（CNC）。CNC系统的数字信息处理功能主要有软件实现，因而十分灵活的处理数字逻辑电路难以处理的复杂信息，使数控系统的功能大大提高。我们现在看到的数控系统，几乎都是计算机数控系统。1.2数控机床的组成及分类数控机床一般有输入/输出设备、数控装置、主轴和进给伺服系统、PLC及其接口电路、位置检测装置和机床本体等几部分组成。数控装置是数

3、控系统的核心，除了机床本体以外的部分统称为数控系统。数控机床逻辑组成框图如下图所示。51袁敦磊：数控机床系统的连接与调试操作面板输入设备输出设备数控装置PLC接口电路主轴伺服单元进给伺服单元主轴电动机进给电动机位置检测机床本体图1-2数控机床组成图数控机床可以从不同的角度进行分类，对不同的使用目的，可以用不同的分类方法。一般我们对数控机床分类可以分成以下几类：1.按照运动控制的轨迹分类（1）点位控制数控机床（2）直线控制数控机床（3）轮廓控制数控机床2.按照伺服系统的控制原理分类（1）开环控制数控机床（2）闭环

4、控制数控机床（3）半闭环控制数控机床3.按照系统的功能水平分类（1）高级型数控系统（2）普及型数控系统（3）经济型数控系统1.3数控机床的特点和普通机床相比，数控车床有以下的优点：1.适应性强由于数控机床能实现多个坐标的联动，所以数控机床能完成复杂型面的加工，特别是对于可用数学方程式和坐标点表示的形状复杂的零件，加工非常方便。当改变加工零件时，数控机床只需更换零件加工的NC（NumericalControl）程序，不必用凸轮、靠模、样板或其它模具等专用工艺装备，且可采用成组技术的成套夹具。因此，生产准备周期短，

5、有利于机械产品的迅速更新换代。所以，数控机床的适应性非常强。51袁敦磊：数控机床系统的连接与调试2.加工精度高、质量稳定数车的切削用量是由加工程序指定，由数控系统自动控制机床实现的，避免了人为经验不足和操作失误以及每次加工过程中参数控制的不一致，因此保证了加工精度的一致性。现代数控系统还利用控制软件补偿机床本身系统误差、利用自适应控制消除各种随机误差，获得更高的加工精度。3.生产效率高、经济效益好数控机床的主轴转速和进给量的变化范围较大，因而在每道工序中都能选用最佳的切削用量。另外数控机床的机械结构简单，刚性通

6、常较大，可以使用较大的切削用量，因而获得较高的生产率。较高的生产率减少了加工过程中的辅助时间，生产成本也得到了降低。4.减轻操作者的劳动强度、操作简单数控车床是由程序控制机床工作的，操作者一般只需装卸工件和更换刀具并监督机床的运行，因而大大减轻了操作者的劳动强度，减少了对熟练技术工人的需求。5.有利于生产管理的现代化用数控机床加工零件时，能准确计算零件的加工工时，并简化了检验、工装和半成品的管理工作，这些特点都有利于实现生产管理的现代化。6.具有故障诊断和监控能力CNC系统一般具有用软件查找故障的功能，数控系统

7、的故障可以通过诊断程序自动查找出来并显示在屏幕上，而且可以诊断出故障的种类，极大的提高了检修的效率。现代CNC系统还可以通过网络将数控机床的工作状态和故障信息传给远方的数控机床维修中心或生产厂家，帮助诊断一些疑难故障，在维修中心或生产厂家的指导下更快的修复数控机床。数控机床在使用中也暴露了一些问题，主要有：1）造价较高，很多企业特别是小企业还无法接受。2）控制系统复杂，故障率高、调试和维修比较复杂。3）对编程人员的技术水平要求较高，应具有CAD和CAM方面的基础知识。1.4数控系统和数控机床的发展趋势随着微电子

8、技术、计算机技术、自动控制技术和通信技术的不断进步，现代数控系统的性能日趋完善，应用领域日益扩大，其发展趋势主要体现在高速度、高精度、高可靠性、多功能化、网络化、小型化和多样化、智能化和开放性八个方面。2数控机床常用低压电器2.1低压电器的基本知识51袁敦磊：数控机床系统的连接与调试低压电器通常指工作在交流1200V、直流1500V及以下的电路中起通、断、保护、控制或调解作用的电器。低