第2章节计算机数控系统幻灯片.pptVIP

　　2）独立型PLC 　　又称通用型PLC。独立型PLC独立于CNC装置，具有完备的硬件和软件，能独立完成规定控制任务的装置。 独立型PLC的CNC系统 2.6.1 PLC在数控机床中的应用 * 　　独立型PLC特点： 　　（1）独立型PLC本身就是一个完整的计算机系统，具有CPU、EPROM、RAM、I/O接口及编程器等外部设备通信接口和电源等。 　　（2）独立型PLC的I/O模块种类齐全，其输入点数可通过增减I/O模块灵活配置。 （3）与内装型PLC相比，独立型PLC功能更强。 2.6.2 M、S、T功能的实现 * 1、辅助功能M 根据不同的M代码，可控制主轴的正反转及停止，主轴齿轮箱的变速，切削液的开、关，卡盘的夹紧和松开，以及自动换刀装置，机械手取刀和归刀等运动。 辅助功能通常用M00～M99的指令指定。CNC装置送出M代码进入PLC，经PLC的译码处理后，输出对应的开关量0或1来控制相应动作的开/关和启/停。 2.6.2 M、S、T功能的实现 * 　　2、主轴功能S CNC装置送出S代码进入PLC，经过PLC内的D／A变换和限位控制后，输出±10V模拟电压给主轴电动机伺服系统。为了提高主轴转速的稳定性，增大转矩，调整转速范围，还可增加1～2级机械变速挡。主轴换挡一般通过PLC的M代码功能来实现。 2.6.2 M、S、T功能的实现 * 　　3、刀具功能T 　　自动换刀控制方式有固定存取换刀方式和随机存取换刀方式，它们分别采用刀套编码制和刀具编码制。 本章小结 CNC系统的工作过程和功能 CNC硬件结构中典型的2大结构—单微处理器和多微处理器结构 CNC系统的软件结构 逐点比较法插补原理 PLC在数控机床中的应用 * * * 2.4.3 实时中断处理 在数控系统中，中断优先级共分8级，0级最低，7级最高，除了第4级为用硬件中断来完成报警功能外，其余均为软件中断。 * 表2.1 数控系统各级中断及其主要功能 2.5 数控系统的插补原理 2.5.1 概述 * 1、基本概念 插补就是根据零件的轮廓尺寸，结合精度和工艺等方面的要求，在已知的这些特征点之间插入一些中间点的过程。换言之，就是数据点的密化过程。 绝大多数CNC系统都具有直线和圆弧插补功能，高档数控系统还具有椭圆、抛物线、螺旋线等复杂线型的插补功能。 在NC系统中，插补器由数字电路组成，称为硬件插补；在CNC系统中，插补器功能由软件来实现，称为软件插补。 2.5.1 概述 对插补器的基本要求： 1）插补所需的原始数据较少； 2）有较高的插补精度，插补结果无累积误差，局部偏差不能超过允许的误差； 3）沿着进给线路的进给速度恒定且符合加工要求； 4）硬件线路简单、可靠，软件插补算法简捷，计算速度快。 * 2.5.1 概述 2、插补方法的分类 *  1）基准脉冲插补 又称脉冲增量插补，通过向各个运动轴分配脉冲，控制机床坐标轴作相互协调的运动，从而加工出一定形状零件轮廓的算法。 脉冲当量是脉冲分配计算的基本单位，根据加工的精度选择，普通机床取δ＝0.01mm，较为精密的机床取δ＝1μm。 有逐点比较法、数字积分法及一些改进方法。 实现方法较简单，容易用硬件实现，也可用软件完成，仅适用于一些中等精度（0.01mm）或中等速度（1～3m/min）的数控系统。 2.5.1 概述 2）数据采样插补算法 * 数控装置产生的不是单个脉冲，而是数字量。 根据数据加工程序编写的进给速度，先将零件轮廓曲线按插补周期分割为一系列首尾相连的微小直线段，然后输出这些微小直线段对应的位置增量数据，用以控制伺服系统实现坐标轴进给。 适用于闭环、半闭环的直流或交流伺服电动机为驱动装置的位置采样控制系统中。 2.5 数控系统的插补原理 2.5.2 逐点比较法 * 基本原理 逐点比较刀具与编程轮廓之间的相对位置， 根据比较结果决定下一步的进给方向， 使刀具向减小偏差的方向进给，而且每次只有一个方向进给，周而复始，直至全部结束，从而获得一个非常接近于编程轮廓的轨迹。 2.5.2 逐点比较法 逐点比较法插补过程 第1拍：偏差判别。判别刀具当前位置相对于编程轮廓的偏离情况，以决定进给方向。 第2拍：进给。控制相应坐标轴进给一步，使刀具向编程轮廓靠拢，以减小偏差。 第3拍：偏差计算。计算新的偏差，作为下一次偏差判别的依据。 第4拍：终点判别。判别刀具是否到达终点，若已到达终点，则停止插补；否则继续循环，直至到达终点。 * 逐点比较法插补流程 2.5.2 逐点比较