數(shù)控機(jī)床與維護(hù)3章2節(jié)課件

1、第二節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)的工作原理 數(shù)控加工程序的輸入數(shù)控機(jī)床的程序的輸入有三種方法。 可采用操作面板上的按鈕及鍵盤將加工信息直接輸入。 通過接口將通用計(jì)算機(jī)上編寫的加工程序通過電纜輸入數(shù)控系統(tǒng)。 通過軟盤、穿孔紙帶等中間介質(zhì)傳送到系統(tǒng)中去。這些傳入的程序首先要存放在程序存儲(chǔ)器內(nèi)，然后才能被系統(tǒng)加工使用第三章 數(shù) 控 系 統(tǒng) 程序存儲(chǔ)器分為兩部分： 數(shù)控加工程序緩沖器 數(shù)控加工程序緩沖器每次只能存放一個(gè)或幾個(gè)程序段，其規(guī)模要相對(duì)較小，它是數(shù)控加工程序通向CPU的必經(jīng)之路。 數(shù)控加工程序存儲(chǔ)器 數(shù)控加工程序存儲(chǔ)器用于存放整個(gè)數(shù)控加工程序，一般規(guī)模較大。存儲(chǔ)器中常需同時(shí)存放多個(gè)完整的數(shù)控加工程序。第三章

2、數(shù) 控 系 統(tǒng) 第二節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)的工作原理 程序的譯碼 譯碼處理過程就是對(duì)輸入的數(shù)控加工程序段按一定規(guī)則翻譯成CNC中計(jì)算機(jī)能識(shí)別的代碼，并按約定的格式存放在指定的譯碼結(jié)果緩沖器中。 代碼的識(shí)別 代碼的識(shí)別通常由軟件來實(shí)現(xiàn) 如圖3-4所示 第二節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)的工作原理 第三章 數(shù) 控 系 統(tǒng) 圖3-4 代碼識(shí)別軟件流程 第二節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)的工作原理 第三章 數(shù) 控 系 統(tǒng) 功能碼的處理 經(jīng)過代碼識(shí)別并建立各功能代碼的標(biāo)志后，要分別對(duì)各功能碼進(jìn)行處理。處理時(shí)首先建立一個(gè)與數(shù)控加工程序緩沖器相對(duì)應(yīng)的譯碼結(jié)果緩沖器。通常的方法是在CNC系統(tǒng)的存儲(chǔ)器中劃出一塊存儲(chǔ)區(qū)域，并為數(shù)控加工程序中可能出現(xiàn)的各個(gè)功能

3、代碼均對(duì)應(yīng)一個(gè)存儲(chǔ)單元，存放對(duì)應(yīng)的數(shù)值或標(biāo)志，后續(xù)處理軟件根據(jù)需要到相對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元中取出相關(guān)信息來執(zhí)行即可。 第二節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)的工作原理 第三章 數(shù) 控 系 統(tǒng) 二、刀具運(yùn)動(dòng)的控制 用戶程序規(guī)定了刀具切削運(yùn)動(dòng)的幾何形狀及速度，系統(tǒng)分開處理。 刀具的位移控制 刀具運(yùn)動(dòng)的幾何圖形很復(fù)雜，如直線、圓弧、或其它幾何曲線。這些曲線總可以用微小的直線去逼近，只要小線段取得足夠多足夠小，就可以滿足工藝的要求。系統(tǒng)的任務(wù)就是按給定圖形算出這些小線段的起點(diǎn)和終點(diǎn)的坐標(biāo)及長(zhǎng)短，然后將計(jì)算結(jié)果傳輸給相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)去推動(dòng)電機(jī)運(yùn)動(dòng)，以上工作在數(shù)控系統(tǒng)中稱為插補(bǔ)。 第二節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)的工作原理 第三章 數(shù) 控 系 統(tǒng) 刀

4、具的速度控制 插補(bǔ)只控制了刀具所走的幾何圖形，而根據(jù)工藝要求還必須控制刀具的運(yùn)動(dòng)速度。三、M、T、S指令的實(shí)現(xiàn) M、T、S指令包括主軸的啟停，冷卻液的開閉等，它們的共同特點(diǎn)是控制對(duì)象是電器的開關(guān)，完成對(duì)這些開關(guān)控制的任務(wù)常由可編程控制器（PLC）完成第二節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)的工作原理 第三章 數(shù) 控 系 統(tǒng) 可編程序控制器的結(jié)構(gòu) 如圖3-5所示，為一個(gè)小型PLC內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。它由中央處理器（CPU）、存儲(chǔ)器、輸入/輸出單元、通訊接口、編程器、電源、軟件、外圍設(shè)備等組成，并且內(nèi)部通過總線相連。 第二節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)的工作原理 第三章 數(shù) 控 系 統(tǒng) 第二節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)的工作原理 圖3-5 小型PLC內(nèi)部結(jié)構(gòu)

5、示意圖第三章 數(shù) 控 系 統(tǒng) 數(shù)控機(jī)床中的可編程序控制器的特點(diǎn) PLC與CNC統(tǒng)一設(shè)計(jì)，性能價(jià)格比高； PLC與CNC共用CPU或有獨(dú)立的CPU，安裝調(diào)試方便； PLC與CNC通常裝在一個(gè)機(jī)箱中，結(jié)構(gòu)緊湊； PLC與CNC使用共同的輸入輸出電路，降低成本。 第二節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)的工作原理 第三章 數(shù) 控 系 統(tǒng) 圖3-6 內(nèi)裝型PLC的CNC框圖 第二節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)的工作原理 第三章 數(shù) 控 系 統(tǒng) 數(shù)控機(jī)床M、S、T功能的實(shí)現(xiàn) M功能的實(shí)現(xiàn) M功能也稱輔助功能，其代碼用字母“M”后跟隨2位數(shù)字表示。根據(jù)M代碼的編程，可以控制主軸的正反轉(zhuǎn)及起停、主軸的變速、冷卻液的開關(guān)、夾具的夾緊和松開以及自動(dòng)換刀

6、裝置的取刀和放刀等 1）主軸定向控制 圖3-7 為主軸定向控制圖 2）主軸正、反轉(zhuǎn)及齒輪換擋控制 第三章 數(shù) 控 系 統(tǒng) S功能的實(shí)現(xiàn) S功能主要完成主軸轉(zhuǎn)速的控制。S4位代碼編程是指S代碼后跟隨4位十進(jìn)制數(shù)字用來直接指定主軸轉(zhuǎn)速。例如，S1500就表示主軸轉(zhuǎn)速為1500r/min。在有的數(shù)控系統(tǒng)中為了提高主軸轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性，保證低速時(shí)的切削力，還增設(shè)了一級(jí)齒輪箱變速，并且可以通過輔助功能代碼來進(jìn)行高低速換擋選擇。如圖3-8所示，是主軸換擋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。如圖3-9所示，是主軸控制梯形圖。第二節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)的工作原理 第三章 數(shù) 控 系 統(tǒng) T功能的實(shí)現(xiàn) T功能完成刀庫(kù)自動(dòng)選刀控制。 目前刀庫(kù)選刀一般有兩種控制方式：一是刀套編碼方式的固定選刀，二是隨機(jī)選刀。 1）刀套編碼方式 刀套編碼方式是對(duì)刀庫(kù)中的刀套進(jìn)行編碼，并將與刀套編碼相對(duì)應(yīng)的刀具一一放入指定的刀套中，然后根據(jù)刀套的編碼選取刀具 。第二節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)的工作原理 第三章 數(shù) 控 系 統(tǒng) 2）隨機(jī)換刀 在隨機(jī)換刀方式中，刀庫(kù)上的刀具能與主軸中的刀具任意直接交換。隨機(jī)換刀控制方式需要在PLC內(nèi)部設(shè)置一個(gè)模擬刀庫(kù)的數(shù)據(jù)表，其長(zhǎng)度和表內(nèi)設(shè)置的數(shù)據(jù)與刀庫(kù)的容量和刀具號(hào)相對(duì)應(yīng)。 潤(rùn)