数控装置(CNC)

作者:xingyang                         时间：2010-12-02

轴承及轴承相关技术文章（轴承型号查询网提供） 关键字：轴承,数控装置 概 述数控装置是机床数控系统的核心，并对其在系统中的主要作用了解，由于它在整个系统中的重要性。 一、CNC 装置的组成 从自动控制的角度来看，CNC 系统是一种位置（轨迹）控制系统，其本质上是以多执行部件 ( 各运动轴 ) 的位移量为控制对象并使其协调运动的自动控制系统，是一种配有专用操作系统的计算机控制系统。从外部特征来看，CNC 系统是由硬件（通用硬件和专用硬件）和软件（专用）两大部分组成的。 [img]http://www.jinkouzc.com/0903271431067323.bmp[/img]图5-1 CNC系统硬件的层次结构1 、CNC 系统硬件的层次结构 由计算机基本系统、设备支持层、设备层三部分组成。 2 、CNC 系统软件的功能结构 从本质特征来看，CNC系统软件是具有实时性和多任务性的专用操作系统。从功能特征来看，专用操作系统由CNC管理软件和CNC控制软件两部分组成。它是CNC系统活的灵魂。 其结构框图如图5-2 所示。 [img]http://www.jinkouzc.com/0903271431204978.bmp[/img]3 、CNC 硬件软件的作用和相互关系硬件是基础，软件是灵魂CNC 装置的系统软件在系统硬件的支持下，合理地组织、管理整个系统的各项工作，实现各种数控功能，使数控机床按照操作者的要求，有条不紊地进行加工。 CNC 系统的硬件和软件构成了CNC 系统的系统平台，如图5-3 所示。[img]http://www.jinkouzc.com/0903271431301832.bmp[/img]该平台有以下两方面的含义： 提供 CNC 系统基本配置的必备功能； 在平台上可以根据用户的要求进行功能设计和开发。 二、CNC 装置的优点 1 、具有灵活性和通用性 CNC 装置的功能大多由软件实现，且软硬件采用模块化的结构，使系统功能的修改、扩充变得较为灵活。 CNC 装置其基本配置部分是通用的，不同的数控机床仅配置相应的特定的功能模块，以实现特定的控制功能。2 、数控功能丰富插补功能：二次曲线、样条曲线、空间曲面插补； 补偿功能：运动精度补偿、随机误差补偿、非线性误差补偿等 人机对话功能：加工的动、静态跟踪显示，高级人机对话窗口 编程功能：G 代码、篮图 编程、部分自动编程功能。 3 、可靠性高CNC 装置采用集成度高的电子元件、芯片、采用 VLSI （超大规模集成电路）本身就是可靠性的保证。 许多功能由软件实现，使硬件的数量减少。 丰富的故障诊断及保护功能 ( 大多由软件实现 ) ，从而可使系统的故障发生的频率和发生故障后的修复时间降低。 4 、使用维护方便操作使用方便：用户只需根据菜单的提示，便可进行正确操作。 编程方便：具有多种编程的功能、程序自动校验和模拟仿真功能。 维护维修方便：部分日常维护工作自动进行 ( 润滑，关键部件的定期检查等 ) ，数控机床的自诊断功能，可迅速实现故障准确定位。 5、易于实现机电一体化数控系统控制柜的体积小（采用计算机，硬件数量减少；电子元件的集成度越来越高，硬件的不断减小），使其与机床在物理上结合在一起成为可能，减少占地面积，方便操作。 三、CNC 装置的功能CNC 装置的功能是指满足用户操作和机床控制要求的方法和手段。数控装置的功能包括基本功能和选择功能。 基本功能 数控系统基本配置的功能，即必备功能； 选择功能 用户可根据实际要求选择的功能。 1、控制功能 CNC 能控制和能联动控制的进给轴数 CNC 的进给轴分类： 移动轴（X 、Y 、Z ）和回转轴（A 、B 、C ）； 基本轴和附加轴（U 、V 、W ）。 联动控制轴数越多，CNC 系统就越复杂，编程也越困难。 2 、准备功能（G 功能） 指令机床动作方式的功能。 3 、插补功能和固定循环功能 插补功能是数控系统实现零件轮廓 ( 平面或空间 ) 加工轨迹运算的功能。 固定循环功能是数控系统实现典型加工循环。（如：钻孔、攻丝、镗孔、深孔 钻削和 切螺纹等）的功能 . 4 、进给功能 进给速度的控制功能。 进给速度 控制刀具相对工件的运动速度，单位为 mm/min 。 同步进给速度 实现切削速度和进 给速度 的同步，单位为 mm/r 。 进给倍率（进给修调率） 人工实时修调预先给定的进给速度 。 5 、主轴功能 数控系统的主轴的控制功能。 主轴转速 主轴转速的控制功能，单位为 r/min 。 恒线速度控制 刀具切削点的切削速度为恒速的控制功 能。 主轴定向控制 主轴周 向定位于特定位置控制的功能 。 C 轴控制 主轴周 向任意位置控制的功能。 主轴修调率 人工实时修调预先设定的主轴转速 。 6 、 辅助功能（M 功能） 用于指令机床辅助操作的功能。 7 、刀具管理功能 实现对刀具几何尺寸和寿命的管理功能。 刀具几何尺寸（半径和长度），供刀具补偿功能使用； 刀具寿命是指时间寿命，当刀具寿命到期时，CNC 系统将提示用户更换刀具； CNC 系统都具有刀具号（T）管理功能，用于标识刀库中的刀具和自动选择加工刀具。 8 、补偿功能 刀具半径和长度补偿功能：实现按零件轮廓编制的程序控制刀具中心轨迹的功能。 传动链误差：包括螺距误差补偿和反向间隙误差补偿功能。 非线性误差补偿功能：对诸如热变形、静态弹性变形、空间误差以及由刀具磨损所引起的加工误差等，采用 AI 、专家系统等新技术进行建模，利用模型实施在线补偿。 9 、人机对话功能 在CNC 装置中这类功能有： 菜单结构操作界面； 零件加工程序的编辑环境； 系统和机床参数、状态、故障信息的显示、查询或修改画面等。 10 、自诊断功能 CNC 自动实现故障预报和故障定位的功能。 开机自诊断； 在线自诊断； 离线自诊断；远程通讯诊断。 11 、通讯功能 CNC 与外界进行信息和数据交换的功能 RS 232C 接口，可传送零件加工程序； DNC 接口，可实现直接数控； MAP(制造自动化协议) 模块； 网卡：适应 FMS 、CIMS 、IMS 等制造系统集成的要求。【MechNet】

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