数控机床电气连接与调试张光跃学习模块一课件教学.pptVIP

PPT研究院 POWERPOINT ACADEMY * 2012.8 张光跃 * * * * * * * * * * * 在线教务辅导网： 更多课程配套课件资源请访问在线教务辅导网 数控机床电气连接与调试概述 学习模块一 数控机床电气连接与调试 电子课件 张光跃 2012.8 【学习目的】 1.认识数控机床电气连接与调试的组成和工作特点； 2.学习数控机床连接与调试分类； 3.熟悉数控机床电气连接与调试的发展趋势。 【学习方法建议】 讲授、讨论、现场教学 【知识点和技能点】 数控机床电气控制的组成、工作特点、分类及现代发展方向 一、任务引入 广义上理解，数控技术就是采用数字（数字信息）控制的方法对机械运动和工作过程实现伺服控制的技术。而数控机床是数控技术在通用机床上应用。 数控机床电气控制系统主要由数控系统(CNC)、PLC可编程序控制器和伺服系统 (进给伺服和主轴伺服)、机床强电控制系统以及继电器/接触器控制等部分组成。 学习这部分内容就是要认识数控机床电气控制系统的组成，了解各个电气部分的功能、特点。作为课程的任务引入， 我们先认识数控机床电气控制系统及其连接。 二、任务分析 1.数控装置 数控装置(CNC)是数控机床电气控制系统的控制中心，它能自动处理输入的数控加工程序，并将数控加工程序的信息按两类控制分别输出，一类是连续控制量，另一类是离散的开关量。 数控装置主要包括CPU、存储器（RAM和ROM）、局部总线、外围逻辑电路及I/O接口等。 2.伺服控制 伺服系统将来自数控装置的速度和位置指令进行变换和放大，通过驱动装置再变换为机床的运动和速度。进给伺服系统驱动机床各坐标轴的切削进给，提供切削过程中所需要的转矩、位置控制及速度控制。主轴伺服系统实现主轴的转速调节和控制，还可提供主轴定向、螺纹加工等功能。 数控机床电气控制的流程框图 3.数控机床强电控制 数控机床强电控制是通过PLC完成对机床辅助功能的控制，如在润滑、冷却、气动、液压和主轴换刀等系统的逻辑控制中起着重要作用。 4.数控机床操作控制台 操作控制台是人—机交互的界面，主要用于对机床操作和控制，并显示机床工作状态，其上有很多控制键，每个键都代表对数控机床的一种控制和操作，这些信号是经I/O端口输入到PLC，并通过PLC送入CNC，经过逻辑处理后控制机床工作。 三、相关知识 1.数控机床伺服系统分类 （1）开环控制系统 这种控制系统没有检测反馈装置，由步进驱动装置和步进电动机组成的伺服驱动就是一种开环控制系统。 （2）半闭环控制系统 其位置检测装置安装在电动机或丝杠轴端，通过角位移的测量元件，间接测量机床工作台的实际位置，并与CNC装置的指令值进行比较，用差值进行控制。 （3）闭环控制系统 直接测量工作台的实际位移，经与比较环节的CNC装置的指令值进行比较，用差值进行控制。 开环控制 半闭环控制 闭环控制 2.数控机床电气控制技术的发展 （1）数控系统的发展 1）多坐标、多通道控制 如FANUC 30i，10 个通道，40 个轴（32 个进给轴、8 个主轴）；联动轴数24 个轴/每通道；3 个PMC 通道，最大I/O 点数4096/4096；PMC 基本命令速度25ns；最大预读程序段100段(适合于大型自动机床、复合机床、多主轴头机床)。 2）高速高精度 电主轴的最高转速已达15000 －100000r/min，进给运动部件的快移速度达60～120m/min，切削进给速度高达60m/min。  3）采用专用总线结构专用LSI 为提高插补速度采用高速CUP，专用总线结构； 采用专用 LSI 适于插补运算和接口控制； 过去许多用硬件实现的功能由软件来实现。 便于调试、在线诊断（如伺服动态波形显示、接口 TRACE ——跟踪诊断等）； CNC 与 伺服放大器的连接采用专用协议串行总线 （如西门子、Fanuc 数字伺服均如此）。 大规模集成电路LSI 表面贴装SMT技术 PMC专用芯片 （2）伺服控制的发展 1）驱动采用全数字伺服 数字伺服控制是以DSP(数字信号处理器)作为硬件依托，采用软件方式实现伺服的位置环、速度环、电流环的控制。所以可以根据不同的负载状况，通过参数调整很方便的实现自适应调整。 FSSB专用伺服总线插补轴控制；I/O-Link连接外部I/O控制模块（非插补轴） 全数字伺服控制结构原理图 2）高分辨率的位置检测系统 高速响应矢量(High Response Vector) ，如：FANUC SERVO HRV4 Con