机床数控技术课件.ppt

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1、第三章数控机床的控制伺服系统第一节概述第二节CNC系统第三节数控机床的检测装置第四节数控机床的伺服驱动系统第五节位置控制第一节概述计算机数字控制（CNC）系统主要由硬件和软件两部分组成计算机数控系统是数控系统的核心。数控系统的位置控制是伺服系统的重要组成部分，闭环或半闭环控制的数控机床的加工精度主要由检测装置的精度决定。常用的检测装置有旋转变压器、感应同步器、编码器、光栅、磁栅等。机床的主轴运动和伺服进给运动是机床的基本成形运动。NC程序输入设备CNC装置PLC主轴控制单元主轴电机机床进给电机位置检测器速度控制单元I/O信号CNC系统：一、数控系统（CNC系统）数控程序I/O设

2、备数控装置（CNC装置）可编程控制器（PLC）主轴驱动装置是一种轨迹控制系统是以多个执行部件（各运动轴）的位移量为控制对象，并使其协调运动的自动控制系统。进给伺服系统第二节CNC系统二、CNC装置的组成硬件：具有计算机的基本结构;具有数控机床所特有的功能模块和接口单元。CPUEPROM或EPROMRAMI/O接口主轴控制通讯接口2MDI接口PLC接口CRT或LCD显示接口位置控制纸带阅读机接口硬件和软件构成软件：从本质上看，是具有实时性和多任务性的专用操作系统从功能特征看，CNC管理软件：主要进行系统资源的管理和系统各子任务的调度。编译处理刀具补偿计算速度处理插补运算位置控制机

3、床输入输出主轴控制零件程序管理显示处理人机交互输入输出管理故障诊断处理……CNC装置系统软件管理软件控制软件CNC控制软件：主要完成各种控制功能软件、硬件在一起构成了CNC装置的系统平台CNC装置的系统平台硬件操作系统管理软件应用软件控制软件数控加工程序接口被控设备机床机器人测量机......二、数控装置的工作过程首先要将被加工零件图的几何信息和工艺信息数字化，即将刀具与工件的相对运动轨迹，用代码按规定的规则和格式编成加工程序，数控系统则按照程序的要求，进行相应的运算、处理，然后发出控制命令，使各坐标轴、主轴以及辅助动作相互协调运动，实现刀具与工件的相对运动，自动完成零件的加工

4、。逼近处理插补运算指令输出三.CNC装置的优点具有灵活性和通用性2.数控功能丰富3.可靠性高4.使用维护方便5.易于实现机电一体化四.CNC装置的功能数控装置的功能包括基本功能和选择功能基本功能——数控系统基本配置的功能，即必备的功能；选择功能——用户可根据实际使用要求选择的功能。主要功能：1.控制功能——CNC能控制和能联动控制的进给轴数2.准备功能（G功能）——指令机床动作方式的功能3.插补功能和固定循环功能4.进给功能——数控及机床进给速度的控制功能。5.主轴功能——主轴切削速度、周向位置控制功能。6.辅助功能（M功能）——用于指令机床辅助操作的功能。7.刀具管理功能——

5、实现对刀具几何尺寸和刀具寿命的管理。8.补偿功能9.人机对话功能10.自诊断功能—CNC自动实现故障预报和故障定位的功能11.通讯功能——CNC与外界进行信息和数据交换的功能。CNC装置从它的硬件组成结构来看，若按其中含有CPU的多少来分，可分为单机系统和多机系统：单微处理器CNC2.多微处理器CNC整个CNC装置只有一个CPU，它集中控制和管理整个系统资源，通过分时处理的方式来实现各种NC功能。其优点在于投资小，结构简单，易于实现。但系统功能受到CPU字长、数据宽度、寻址能力和运算速度等因素的限制。现在这种结构已被多机系统的主从结构所取代。CNC装置中有两个或两个以上的CPU

6、，即系统中的某些功能模块自身也带有CPU，根据部件间的相互关系又可将其分为：主从结构、多主结构构、分布式结构。CNC装置的硬件结构单微处理器CNC结构模块化设计方法：将控制系统按功能划分成若干具有独立功能的单元模块,并配上相应的驱动软件。系统设计时按功能的要求选择不同的功能模块，并将其插入控制单元母板上，即可组成一个完整的控制系统的方法。其中单元母板一般为总线结构的无源母板，它提供模块间互联的信号通路。实现CNC系统模块化设计的条件是总线(BUS)标准化。、计算机主板和系统总线(母板)、显示模块、(显示卡)、输入/输出模块(多功能卡)、电子盘(存储模块)、设备辅助控制接口模块、

7、位置控制模块、功能接口模块、计算机主板和系统总线(母板)计算机主板系统总线(母板)计算机主板是CNC装置的核心。它的主要作用：对输入到CNC装置中的种种数据、信息(零件加工程序，各种I/O信息等)进行相应的算术和逻辑运算。并根据其处理结果，向各功能模块发出控制命令，传送数据，使用户的指令得以执行。系统总线(母板)：由一组传送数字信息的物理导线组成，它是计算机系统内部进行数据或信息交换的通道：分数据总线、地址总线、控制总线。显示卡的主要作用：接收来自CPU的控制命令和显示用的数据，经过