数控系统的新功能(转载)

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1、数控系统的新功能(转载)转载1数控系统的新功能数控系统的新功能随着加工技术的发展，数控系统的功能也不断地发展。这些功能主要体现在以下几个方面：高精高速、5轴联动、误差补偿、联网、安全。　　1.高速、高精加工功能　　高精、高速加工技术是传统数控加工技术的发展，它与传统数控加工没有本质的区别。对于高精、高速数控加工，数控机床的目标是要求高速度地加工出高精度的零件。为了在达到精度的基础上进行高速加工，有三个重要的因素：机械系统、CNC数控装置和驱动装置。　　关于高速加工对机械的要求，这里不多赘述。有一点需要指出，高速高精加工要求机床具有高刚度和较轻的移动部件，特别是进给和主轴部分。　　

2、其次是CNC数控系统，它是发出速度和位置指令的单元。首先，要求指令能够准确而快速地传递，经过处理后对每个坐标轴发出位置指令，伺服系统必须按照该指令驱动刀具准确运动。　　CNC系统把输入的零件程序转换成要加工的形状轨迹，进给率和其他的指令信息,连续地把位置指令送给每个伺服轴。为了得到高速和高精，CNC必须根据零件加工的形状轨迹选择最佳的进给率，在允许的精度内以尽量高的进给率产生位置指令。特别在拐角处和小半径处，CNC应能判别在多大的加工速度变化时会影响精度，而在刀具到达这样的点前使刀具的切线速度自动减速。对于模具加工，一般程序段很小，但是程序很长，因此还必须利用特殊的控制方法实现高

3、精和高速的加工。伺服系统要求准确而快速的驱动，才能高速加工出高精度的机械零件。为此，伺服系统必须具有快速响应的能力、抑制扰动的能力，同时要求伺服系统不产生振动，消除与机床产生的共振。　　高速加工需要高速的主轴单元和高速的机床进给驱动单元。高的进给速度也要求高的加速度。比如，高速机床的行程通常为500～1000mm之间，在如此短的距离内使机床进给速度从零增大到40m/min，则机床的进给加速度值应超过1g(9.8m/s2)。在进行曲面加工时，进给加速度更为重要。它的加速度与进给速度的平方成比例。如果一台伺服电机不能产生足够高的加速度，它就无法进行高速、高精度的加工。目前，主轴单元主

4、要采用矢量控制的交流异步电机，由于异步电机转子的发热，现在也采用内冷的高速主轴电机；另外也研究同步电机的结构。为了实现大的进给加(减)速度，目前直线电机已越来越多地被采用。高速加工时，安全问题十分重要。因为高速加工中的切屑就像子弹一样射出，所以对系统的安全要求非常高。　　高精、高速加工对CNC的要求可以归结为：　　(1)能够高速度处理程序段。　　(2)能够迅速、准确地处理和控制信息流，使其加工误差控制为最小。　　(3)能够尽量减少机械的冲击，使机床平滑移动。　　(4)要有足够容量，可以让大容量加工程序高速运转；或者具有通过网络传递大量数据的能力。　　(5)具有高分辨率、高速度工作

5、的伺服电机、主轴电机、传感器。　　(6)由于在高速情况下加工，因此可靠性和安全性十分重要。　　高速、高精的功能主要有以下方面：　　进给率控制和加(减)速度处理功能(包括拐角减速处理)：在高速加工时误差主要是由于控制系统加(减)速的滞后和伺服系统的滞后引起的。因此，控制系统要设法减少这两方面的误差。比如采用前馈控制减少伺服滞后产生的误差。采用数字伺服技术，改进伺服控制。由于采用了数字伺服技术，伺服系统的速度增益和位置增益都可以提高，因而也减少了伺服滞后产生的误差。减少加(减)速滞后产生的误差。在高速加工中，加(减)速和进给率是最重要的参数，只有在不同的加工形状时严格控制加(减)速和

6、进给率才能实现高速加工工艺。大的进给率在系统过渡过程中会产生较大的误差，如拐角等。为了实现高速加工，必须对进给率进行控制。另外，采用插补前的加(减)速也能减少加(减)速滞后产生的误差。2数控系统的新功能　　前瞻控制(Look-aheadcontrol)，如果在不同的加工形状时对进给率和加减速进行预计算，使得数控系统在程序编制以后、执行以前，预先计算出各程序段的运动轨迹和运动速度；即对将要运行的程序进行预先处理，根据上面提到的控制进给率和加、减速度方法，预先计算出一些程序段的进给率和加、减速度，进而计算出运动的几何轨迹，然后送到多段缓冲器，当运行时刀具按一定的速度高速运动，而加工形

7、状的误差却仍然小。这就是“前瞻控制”，有时也称为“先行控制”、“向前看控制”的原理。　　利用远程缓冲器、DNC运行的高速分配，对于加工大量程序组成的零件，必须快速从输入端向CNC系统传递程序。CNC读一段程序后，计算出该程序的数据，对每轴产生分配脉冲，并把它传送给伺服系统使伺服电机运转。产生分配脉冲的时间(程序段处理的时间)是表示CNC性能一个重要的因素。对于一程序段，高速DNC的运行允许(利用远程缓冲器)产生分配脉冲所需要的时间大大减少。这个功能使产生一程序段的分配脉冲变短，于