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实训一?HED—21S数控系统综合实验台组成部分和基本操作一、实训目的 1、针对HNC-21TF数控系统综合实验台基本情况，了解实验台及数控设备工作原理。 2、了解HNC-21TF数控系统综合实验台组成 3、了解HNC-21TF数控系统综合实验台基本操作。 二、实训设备 HNC-21TF数控系统综合实验台 三、相关知识 1、数控机床工作原理 凡是用数字信息将刀具移动轨迹的信息记录在程序介质上，然后送入数控系统，经过译码、运算控制机床的刀具与工作的相对运动，从而加工出形状、尺寸与精度符合要求的零件的一类机床 即为数控机床。 2、数控机床的组成 数控机床一般由输入/输出设备、CNC装置、伺服单元、驱动装置（或称执行机构）、可编程控制器（PLC）及电气控制装置、辅助装置、机床本体及测量装置组成。 数控机床结构图 3、数控系统的分类 按系统特点可分为点线控制系统、轮廓数控系统； 这类机床主要 数控坐标镗床、数控钻床、数控冲床和数控测量机等，其相应的数控装置称之为点位控制装置。 （2） 点位直线控制数控机床。 这类机床工作时，不仅要控制两相关点之间的位置 (即距离)，还要控制两相关点之间的移动速度和路线(即轨迹)。其路线一般都由和各轴线平行的直线段组成。它和点位控制数控机床的区别在于：当机床的移动部件移动时，可以沿一个坐标轴的方向(一般地也可以沿45°斜线进行切削，但不能沿任意斜率的直线切削)进行切削加工，而且其辅助功能比点位控制的数控机床多，例如，要增加主轴转速控制、循环进给加工、刀具选择等功能。 这类机床主要有简易数控车床、数控镗铣床和数控加工中心等。相应的数控装置称之为点位直线控制装置。 （3） 轮廓控制数控机床。这类机床的控制装置能够同时对两个或两个以上的坐标轴进行连续控制。加工时不仅要控制起点和终点，还要控制整个加工过程中每点的速度和位置，使机床加工出符合图纸要求的复杂形状的零件。它的辅助功能亦比较齐全。 这类机床主要有数控车床、数控铣床、数控磨床和电加工机床等。其相应的数控装置称之为轮廓控制装置(或连续控制装置) 。 按有无测量装置分成开环控制系统、半闭环控制系统、闭环控制系统。 开环控制系统框图 数控装置发出信号的流程是单向的，所以不存在系统稳定性问题。也正是由于信号的单向流程,它对 机床移动部件的实际位置不作检验，所以机床加工精度不高，其精度主要取决于伺服系统的性能。 工作过程是: 输入的数据经过数控装置运算分配出指令脉冲,通过伺服机构(伺服元件常为步进电机)使被控工作台移动。 ??? 这种机床工作比较稳定、反应迅速、调试方便、维修简单，但其控制精度受到限制。 它适用于一般要求的中、小型数控机床。 闭环控制数控机床。由于开环控制精度达不到精密机床和大型机床的要求，所以必须检测它的实际工作位置，为此，在开环控制数控机床上增加检测反馈装置，在加工中时刻检测机床移动部件的位置，使之和数控装置所要求的位置相符合，以期达到很高的加工精度。 ??? 闭环控制系统框图如图1—5所示。 图中A为速度测量元件， C为位置测量元件。当指令值发送到位置比较电路时，此时若工作台没有移动，则没有反馈量，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将工作台实际位移量反馈回去，在位置比较电路中与指令值进行比较，用比较的差值进 行控制，直至差值消除时为止，最终实现工作台的精确定位。这类机床的优点是精度高、速度快，但是调试和维修比较复杂。其关键是系统的稳定性，所以在设计时必须对稳定性给予足够的重视 。 图1—5 闭环控制系统框图 可以通用。因而灵活性和适应性强，也便于批量生产，模块化的软、硬件，提高了系统的质量和可靠性。所以，现代数控机床都采用 CNC 装置。 半闭环控制数控机床。半闭环控制系统的组成如图1—6所示。 图1—6 半闭环控制系统框图 ??? 这种控制方式对工作台的实际位置不进行检查测量，而是通过与伺服电机有联系的测量元件，如测速发电机 A 和光电编码盘 B( 或旋转变压器 ) 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，图 1—6 半闭环控制系统框图用此值与指令值进行比较，用差值来实现控制 。 从图 1—6 可以看出，由于工作台没有完全包括在控制回路内，因而称之为半闭环控制。这种控制方式介于开环与闭环之间，精度没有闭环高，调试却比闭环方便。 4、数控机床机械结构的特殊部件 贴塑导轨、滚动导轨、滚珠丝杆副等机构是数控机床重要的机械部件。 四、实训内容1.认识数控系统综合实验台的各组成部分HED—21S数控系统综合实验台集成了数控装置、变频调速主轴及三相异步电机、交流伺服单元及交流伺服电机、步进电机及步进电机驱动器单元、测量装置、十字工作台，组成 2.了解HED—21S数控系统综合实验台各个组成