数控技术应用1.doc

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1、凯哥立流¥习数控是数字控制或数值控制的简称，它是以数字的形式实现控制的一门技术。如果一种设备的操作命令是以数字的形式来描述，王作过稈是按照规定的稈序白动地进行，那么这种设备就称为数控设备。数控机床、数控火焰切割机、数控绘图机、数控冲剪机等都是屈于这个范畴内的白动化设备。在实际采用数控设备时,一定要充分考虑其技术经济效果。H前，选用数控设备主要考虑三种因素，即单件，屮小批量的生产;形状比较复杂，精度要求高的加工;产品更新频繁、生产周期要求短的加丁。凡是符合上述三种因素Z—的情况，采用数控设备,对于改迸•产品质量、减轻工人劳动强度，提高经济

2、效益等，都什获得显著的效果目前，数控技术已在机床行业、造船行业、飞机制造业以及其它军用、民用行业。获得了广泛的应用。1.数控的分类数控化的设备在使用上虽然各自控制的对象不同，但是在原理上却都是由数据处理和控制电路，以及伺服机构等组成的数控系统。按照数控系统的基本原理，可以进行下述分类。（1）按工具运动轨迹分类1）点位控制。这类控方式只要求控制工具从一点移到另一点的准确位置，而对运动轨迹原则上不加控制。采用这种控制系统的机床如钻床、镣床和冲床等。2）直线控制。这类控制方式除了控制点与点Z间的准确位置外，还要保证被控制的两点Z间移动的轨迹是

3、一条直线,而且移动的速度是按照给定的速度进行控制的。采用这类控制系统的机床如加工中心机床、车床、铳床和磨床，以及数控火焰切割机和线切割机等。3）连续控制（或称轮廓控制）。这类控制方式能够对两个以上坐标方向的位移进行严格的不问断控制。采用这类控制系统的机床如铢床、车床、磨床、齿轮加工机床和加工屮心机床，以及线切割机和数控绘图机等。（2）按伺服机构的控制方式分类1）开环控制。这种控制方式通常不带有位置测量元件,伺服驱动元件为步进电机或电脉冲马达。输入的数据经过数控系统的运算，分配岀指令脉冲,每一个脉冲送给步进电机或电脉冲马达，它就转过一个角

4、度，再通过传动机构便被控制的工作台移动。这种方式对实际传动机构的动作情况是不进行检杳的，没有被控制对象的反馈值。指令发送出去不再反馈I叫来,称为开环控制。图3・54为开环控制的框图。这种控制方式容易掌握、调试方便、维修简单,但控制精度和控制的速度受到限制。2）闭环控制。这种控制方式必须具备测量元件。如图3・55所示，（A）为速度测量元件，（C）为位置测最元件。当指令值发送到位匱比较电路时，此时若工作台没有移动，没有反馈最，指令值使得伺服电机转动，通过（A）将速度反馈信号送到速度控制电路，通过（C）将工作实际位移量反馈冋去，在位置比较电路

5、屮与指令值进行比较，用比较的差值进行控制萬到差值消除为止，这就是闭环控制。这种控制方式的优点是精度高、速度快，但是调试和维修比较复杂。3）半闭环控制。如图3・56所示，这种控制方式对工作台的实际位置不进行检测，而是与伺服电机有联系的测量元件，如测速发电机（A）和光电编码器或分解器（B）等间接检测出伺服电机的转角，推算出工作台的实际位移量，用此值与指令值进行比校，用差值来实现控制。由图上可以看出，由于工作没有完全包括的控制I叫路内，因而称Z为半闭环控制。这种控制方式介于开环与闭环控制Z间,精度虽然没有闭环高，但调试却较闭环方便。4）混合控

6、制。如果将以上三种控制方式的特点有选择地集屮起来，可以组成混合控制方案。1.数控功能的基本概念数控设备的核心是数控系统，就是用一台控制计算机来进行运算，指挥数控设备进行动控制。关于它的一些基木概念和常用功能是学习数控技术所必须知道的。（1）APT语言这是一种接近英文的符号语言，是对工件和刀具的几何形状及刀具相对工作的运动进行定义时所用的语言。将用此语言描写的零件程序输给计算机，就能自动地作出穿孔带。作为数控加工用的软件來说,APT是一种代表性的语言。（2）最小设定单位这是指编写稈序者和操作者对数控系统内一个脉冲当量的规定值,并规定是公制

7、还是英制。（3）最小移动单位这是指一个与指令对应的输出脉冲的移动当最,rh输出电路和测量元件所决定，一般在设计时或操作时要预先选定好。（4）程序段格式又叫数控纸带的格式。这是指一种数控系统对输入给它的稈序的文字和地址数据的排列格式。（5）ISO代码及EIA代码这是世界上常用的两种标准代码,适用于以输入二进制来表示的控制系统。都规定有孔表示1,无孔表示0。ISO代码为国际标准，我国出选用此代码为国家代码。EIA代码是美国电了工业协会规定使用的代码。（6）插补与插补器插补原理可用图3・57来说明。如图屮要描写一直线段AB,假设有几种方式可以

8、来逼近AB,其中第一条和第二条折线误差较大，而用第三条折线与AB比较误差较小，我们所进行数据点的密化工作，用一个一个的脉冲，把起点和终点之间的空白填补起来,且逼近的误差要小于一个脉冲当量。插补器是指能完成上