数控系统运行与维修.ppt

学习情境一 数控加工技术基础 学习子情境一 数控设备的简介 学习子情境二 数控加工的基础知识 学习子情境三 数控程序编制基础 数控机床各组成部分的作用 输入装置 输入装置的作用是将加工程序的信息读入CNC装置内。 现代数控机床可通过手动方式（MDI方式）将工件加工程序直接通过操作面板上的按键，或者用与微机相连的键盘直接键入CNC装置。 也可用与上位机通信方式或者网络通信方式直接将录在控制介质上的零件加工程序输入CNC系统上。 对于软磁盘，则配用软盘驱动器。 CNC装置 数控装置是数控机床的控制核心，通常由一台通用或专用微型计算机构成，有输入接口、存储器、运算器、输出接口和控制电路等。 输入接口接受控制介质或操作面板上的信息，并将其信息代码加以识别，经译码后送入相应的存储器。 存储器中的代码或数据是控制和运算的原始依据。 控制器根据输入的指令控制运算器和输出接口，实现对机床各种操作的执行。如控制主轴变速和起动、控制刀架或工作台移动等，同时控制机床的整个工作循环。 运算器主要是对输入的数据进行某种运算，按运算结果不断的由输出接口输出脉冲信号，驱动伺服机构按规定要求运动。 数控装置中的译码、处理、计算公式和控制的步骤都是预先安排好的，这种“ 安排”可用: 专用计算机的硬件结构来实现，称为硬件数控， 也可用小型通用计算机或微机的系统控制程序来实现，称为软件数控。目前均采用专用的微型计算机来实现控制，简称CNC。 用微机构成数控装置，其CPU实现控制和运算，内部存储器中只读存储器(ROM)存放系统控制程序，读写存储器(RAM)存放零件的加工程序和系统运行时的工作参数。 I／O接口实现输入输出的功能。 数控机床的功能强弱主要由数控装置功能决定，它是数控机床的核心部分。 伺服系统 伺服系统包括驱动部分和执行机构两大部分。 伺服系统把数控装置输出的脉冲信号通过放大和驱动元件使机床移动部件运动或使执行机构动作，加工出符合要求的零件。 每一脉冲使机床移动部件产生的位移量叫做脉冲当量，常用脉冲当量为0.01mm/脉冲、0.005mm/脉冲、0.001mm/脉冲等。伺服系统的精度、快速性及动态响应是影响加工精度、表面质量与生产率的主要因素。 目前在数控机床的伺服系统中，常用的位移执行机构有功率步进电机，直流伺服电机和交流伺服电机，后二种都带有感应同步器、光电编码器等位置测量元件，所以，伺服机构的性能决定了数控机床的精度与快速性。 位置反馈系统 位置反馈系统的作用是将机床运动部件的实际位置信息反馈给CNC装置。分为伺服电动机的转动角位移反馈和数控机床执行机构（工作台）的直线位移反馈两种。测量位置和速度，以实现进给伺服系统的闭环控制。 运动部分通过传感器蒋上述角位移或直线位移转换成电信号，经信息形式转换后输送给CNC装置，并与指令位置比较，根据比较结果由CNC装置发出指令，纠正所产生的误差。 机床的机械结构 由于数控机床需承受大切削用量及运动部件的快速性、灵敏性，所以与普通机床相比其机床的外型结构、整体布局及刀架结构等部件均有很大变化。 其设计要求应充分发挥数控机床的特点，使机床： 机床数控系统的种类很多，从不同角度对其进行考查，就有不同的分类方法，通常有以下几种不同的分类方法： 点位控制数控机床 (位置控制) 轮廓控制数控机床 (连续控制) 特点: 仅能实现刀具相对于工件从一点到另一点的精确定位运动； 对轨迹不作控制要求； 运动过程中不进行任何加工 适用范围：数控钻床、数控镗床、数控冲床和数控测量机。 轮廓控制 轮廓控制(连续控制)系统：具有控制几个进给轴同时协调运动(坐标联动)，使工件相对于刀具按程序规定的轨迹和速度运动，在运动过程中进行连续切削加工的数控系统。 适用范围：数控车床、数控铣床、加工中心等用于加工曲线和曲面的机床。现代的数控机床基本上都是装备的这种数控系统。 开环控制系统 闭环控制系统 开环数控系统 半闭环数控系统 半闭环数控系统的位置采样点如图所示，是从驱动装置(常用伺服电机)或丝杠引出，采样旋转角度进行检测，不是直接检测运动部件的实际位置。 半闭环环路内不包括或只包括少量机械传动环节，因此可获得稳定的控制性能，其系统的稳定性虽不如开环系统，但比闭环要好。 由于丝杠的螺距误差和齿轮间隙引起的运动误差难以消除。因此，其精度较闭环差，较开环好。但可对这类误差进行补偿，因而仍可获得满意的精度。 半闭环数控系统结构简单、调试方便、精度也较高，因而在现代CNC机床中得到了广泛应用。 全闭环数控系统 闭环数控系统的位置采样点如图所示，直接检测运动部件