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        CNC裝置的工作原理

        時間: 2021-05-31    作者:admin 點擊: ( 29 ) 次

        數控裝置是數控系統的核心,有兩種類型,一是完全由硬件邏輯電路構成的專用硬件數控裝置,即NC裝置;二是由計算機硬件和軟件組成的計算機數控裝置,即CNC裝置。NC裝置是數控技術發展早期普遍采用的數控裝置,由于NC裝置本身的缺點,隨著計算機技術的迅猛發展,現在NC裝置已基本被CNC裝置取而代之。因此,本書所講的數控裝置主要針對CNC裝置而言。

        CNC裝置的工作原理

        CNC裝置在其硬件環境支持下,按照系統監控軟件的控制邏輯,對輸入、譯碼、刀具補償、進給速度處理、插補、位置控制、顯示和診斷等方面進行控制。CNC裝置的主要工作包括以下內容。

        1)輸入

        輸入到CNC裝置的有零件程序、控制參數和補償量等數據。輸入的形式有光電閱讀機輸入、鍵盤輸入、磁盤輸入、連接上級計算機的CNC接口輸入、網絡輸入等。從CNC裝置工作方式看,有存儲工作方式輸入和MDI(ManualDirectInput,手工直接輸入)工作方式。CNC裝置在輸入過程中通常還要完成無效碼刪除、代碼校驗和代碼轉換等工作。

        2)譯碼

        不論系統工件是MDI方式還是存儲器方式,都是將零件程序以一個程序段為單位進行處理,把其中的各種零件輪廓信息(如起點、終點、直線或圓弧等)、加工速度信息(F代碼)和其他輔助信息(M、S、T代碼等)按照一定的語法規則解釋成計算機能夠識別的數據形式,并以一定的數據格式存放在指定的內存專用單元。在譯碼過程中,還要完成對程序段的語法檢查,若發現語法錯誤使立即報警。

        3)刀具補償

        刀具補償包括刀具長度補償和刀具半徑補償。通常CNC裝置的零件程序以零件輪廓軌跡編程,刀具補償作用是把零件輪b軌跡轉換成刀具中心軌跡。目前在比較好的CNC裝置中,刀具補償的工件還包括程序段之間的自動轉接和過切削判別。

        4)進給速度處理

        編程所給的刀具移動速度,是在各坐標的合成方向上的速度。速度處理首先要做的工作是根據合成速度來計算各運動坐標的單個速度。在有些CNC裝置中,對于機床允許的最低速度和最高速度的限制、軟件的自動加減速等也在這里處理。

        5)插補

        插補的任務是在一條給定起點和終點的曲線上進行“數據點的密化”。插補程序在每個插補周期運行一次。在每個插補周期內,根據指令進給速度計算出一個微小的直線數據段。通常,經過若干次插補周期后,插補加工完一個程序段軌跡,即完成從程序段起點到終點的“數據點的密化”工作。

        6)位置控制

        位置控制處在伺服回路的位置環上,這部分工作可以由軟件實現,也可以由硬件完成。它的主要任務是在每個采樣周期內,將理論位置與實際反饋位置相比較,用其差值去控制伺服電機。在位置控制中,通常還要完成位置回路的增益調整、各坐標方向的蝶距誤差補償和反向間隙補償,以提高機床的定位精度。

        7)顯示

        CNC裝置的顯示主要為操作者提供方便,通常具有零件程序的顯示、參數顯示、刀具位置顯示、機床狀態顯示和報警顯示等。有些CNC裝置中還有刀具加工軌跡的靜態和動態圖形顯示。

        8)診斷

        現代CNC裝置都具有聯機和脫機診斷的能力。聯機診斷是指CNC裝置中的自診斷程序,可隨時檢查不正確的指令。脫機診斷是指系統運轉條件下的診斷,一般CNC裝置配備有各種脫機診斷程序以檢查存儲器、外圍設備(CRT、閱讀機、穿孔機)、I/O接口等。脫機診斷還可以采用遠程通信方式進行,即所謂的遠程診斷,把用戶的CNC通過網絡與遠程通信診斷中心的計算機相連,對CNC裝置進行診斷、故障定位和修復等措施。


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