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数控铣床系统分类构成

2021-04-05 11:37:56

目前国内经济增速发展,从解决短缺为主逐步向建设经济强国转变,钢铁、煤炭、汽车、房地产、建材、机械、电子、化工等一批以重工业为基础的高增长行业发展势头强劲,所需要的加工配套设备和带来的加工制造业非常大的需求,尤其是对机床市场和数控铣床加工中心等先进现代化设备的巨大需求。

      中国制造企业对技术的要求也越来越高,制造业对设备的升级改造,也再慢慢的发生巨大的变化。汽车、船舶、工程机械、航天航空等行业将为我国机床行业提供巨大的需求。

      美国Dynapath系统采用小板结构,热变形小,便于板子更换和灵活结合,日本FANUC系统则趋向大板结构,减少板间插接件,使之有利于系统工作的可靠性。然而无论哪种系统,它们的基本原理和构成是十分相似的。一般整个数控系统由三大部分组成,即控制系统,伺服系统和位置测量系统。控制系统硬件是一个具有输入输出功能的专用计算机系统,按加工工件程序进行插补运算,发出控制指令到伺服驱动系统;测量系统检测机械的直线和回转运动位置、速度,并反馈到控制系统和伺服驱动系统,来修正控制指令;伺服驱动系统将来自控制系统的控制指令和测量系统的反馈信息进行比较和控制调节,控制PWM电流驱动伺服电机,由伺服电机驱动机械按要求运动。这三部分有机结合,组成完整的闭环控制的数控系统。

      控制系统硬件是具有人际交互功能,具有包括现场总线接口输入输出能力的专用计算机。伺服驱动系统主要包括伺服驱动装置和电机。位置测量系统主要是采用长光栅或圆光栅的增量式位移编码器。

      从硬件结构上的角度,数控系统到目前为止可分为两个阶段共六代,最初阶段为数值逻辑控制阶段,其特征是不具有CPU,依靠数值逻辑实现数控所需的数值计算和逻辑控制,包括最初是电子管数控系统,第二代是晶体管数控系统,第三代是集成电路数控系统;第二个阶段为计算机控制阶段,其特征是直接引入计算机控制,依靠软件计算完成数控的主要功能,包括第四代是小型计算机数控系统,第五代是微型计算机数控系统,第六代是PC数控系统。

     CNC系统根据工件加工程序中提供的数据,如曲线的种类、起点、终点、既定速度等进行中间输出点的插值密化运算。上述密化计算不仅要严格遵循给定轨迹要求还要符合机械系统平稳运动加减速的要求。根据运算结果,分别向各坐标轴发出形成进给运动的位置指令。这个过程称为插补运算。计算得到进给运动的位置指令通过CNC内或伺服系统内的位置闭环、速度环、电流环控制调节,输出电流驱动电机带动工作台或刀具作相应的运动,完成程序规定的加工任务。CNC系统是一边插补进行运算,一边进行加工,是一种典型的实时控制方式。

     诊断程序的功能是在程序运行中及时发现系统的故障,并指出故障的类型。也可以在运行前或故障发生后,检查系统各主要部件(CPU、存储器、接口、开关、伺服系统等)的功能是否正常,并指出发生故障的部位。


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