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《数控原理与系统》第7章__数控机床电气控制系统

《数控原理与系统》第7章__数控机床电气控制系统

第7章 数控机床电气控制系统

有些輔助功能只在本程式段內起作用， 當後續程式段到來時便失效，稱為當前輔 助功能，記為C類，例如M06等。還有一些 輔助功能一旦被執行便一直有效，直至被 注消或被取代為止，稱為保持類輔助功能， 記為H類，例如M10、M11等。對於不同動 作類型的輔助功能，在用邏輯電路或編寫 PLC程式實現時，其處理方法也將不同。
第7章 数控机床电气控制系统
第7章 數控機床電氣控制系統

7.1 概述
7.2 JBK-30型數控系統及其在 CJK0630A車床上的應用
7.3 FAGOR 8025/8030數控系統及 其在CK6150數控車床上的應用

7.4 數控系統中PLC的資訊交換及M、 S、T功能的實現

7.5 數控機床電氣圖的繪製方法 小結
第7章 数控机床电气控制系统

3．T功能 T功能即刀具功能，T代碼後跟隨2～ 5位數字表示要求的刀具號和刀具補償號。 數控機床根據T代碼，通過PLC可以管理刀 庫，自動更換刀具，也就是說根據刀具和 刀具座的編號，可以簡便、可靠地進行選 刀和換刀控制。
第7章 数控机床电气控制系统


7.1.3數控系統中的可編程控制器（PLC） 數控系統輔助控制功能以開關量順序控 制為主，可採用繼電器控制邏輯或可編程序 邏輯控制器（PLC）實現。在一些經濟型的數 控車床和輔助動作比較簡單的數控機床上， 為了簡單起見，其輔助動作的控制常用繼電 器邏輯實現。而在功能比較完善的數控機床 上，其輔助動作的控制邏輯一般都比較複雜， 如果仍使用繼電器實現，則電路的設計和調 試將比較困難，可靠性也差。因此，多數數 控機床都採用可編程控制器（PLC）來完成輔 助運動的控制。

数控机床各组成部分结构及控制原理

数控机床各组成部分结构及控制原理

F≥0，则进给＋x 若
F<0，则进给＋y
2021/5/28
6
用递推法简化计算方法
结论：第一象限
F 0 F 0
x y
F F ye F F xe
2021/5/28
7
3. 终点判别
总步长法：N X e Ye
单边计数法：N maxXe , Ye
坐标计数法 长边坐标计数法
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迹上伸长或缩短一个刀具半径。
刀具半径补偿进行：
❖ 维持所建立的刀补状态，直至撤消。刀具中心轨迹始 终偏离编程轨迹一个刀具半径值的距离。
撤消刀具半径补偿： ❖ 刀具撤离工件，返回起刀点。用G40。
2021/5/28
17
3.刀具半径补偿计算
直线刀具补偿计算（考虑推导过程） X’＝X+△X Y’＝Y+△Y △X＝r.sinα △Y＝－r.cosα X’＝X+r.Y/（X2+Y2）0.5 Y’＝Y－r.Y/（X2+Y2）0.5
问题：当尖角过渡为内轮廓时，会出现工件的 过切现象。引入C功能刀具半径补偿。
2021/5/28
18
4. C功能刀具半径补偿
C刀补是为解决上述尖角过渡问题而设计的，专门处理 两个程序段间转接的各种情况。
在C刀补中，为了避免下一段加工轨迹对本段加工轨迹 的影响，在计算本程序段的刀具中心轨迹时，提前将下 一段程序读入，根据它们之间转换的具体情况，做出适 当地处理。
2 数控机床各组成部分的结构及其控制原理
课程内容
❖ 2.1 数控系统的控制原理 ❖ 2.2 计算机数控装置 ❖ 2.3数控机床的位置检测装置 ❖ 2.4 数控机床的进给伺服系统 ❖ 2.5 数控机床的主轴驱动及其机械结构 ❖ 2.6 可编程序控制器在数控机床上的应用

数控技术介绍及应用(ppt 54页)

数控技术介绍及应用(ppt 54页)
电机驱动单元接收到 一个脉冲相应旋转一个角度，称为步距角，通过机床传动部件， 使工作台相应产生一个位移量。
开环控制系统没有反馈装置，不能消除步进电机失步产生 的误差。因此开环控制系统一般用于运动速度较低和加工精度 不高的机床。
22.03.2022
page 16
2)闭环控制系统(Closed Loop Control System)
装置等。数控机床的刚度要求更高，传动装置间隙要小，
摩擦系数要小且要有恰当的阻尼。
22.03.2022
page 14
1.3 数字控制系统
1.3.1 数控系统的组成和分类 （1）数控系统：
是一种能控制机器运动的装置。加工程序输入系统 后能够自动解释指令，进行运算，并由系统的输出装置 向机床的执行机构发出指令，完成规定的运动或动作。
改革开放以来，通过技术引进、科学攻关和技术改造， 我国的数控技术有了较大的进步，逐步形成产业。 1980年北 京机床研究所引进日本FANUC5、7、3、6数控系统，上海 机床研究所引进美国GE公司的MTC－1数控系统，辽宁精密 仪器厂引进美国Bendix公司的Dynapth LTD10数控系统。
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第一章 绪论
数控技术是现代制造技术的基础，数控技术水平的高低、 数控设备的拥有量以及数控技术的普及程度，已经成为衡 量一个国家综合国力和工业现代化水平的重要标志。
数控技术经过几十年的发展（1952年第一台数控机床问世 ），已广泛应用于现代工业的各领域，成为制造业现代化 的基础。数控技术不仅应用于金属切削机床，还应用于其 他多种设备。如机器人、坐标测量机、数控雕刻机、数控 绘图机、电火花加工机床等。
闭环控制系统在机床运动方向上增加测量工作台实际 位移的传感器，将工作台实际位置的信息反馈给CNC 的比较器，如有误差，由CNC发指令，使工作台运动 直至误差消失。 采用闭环控制系统的机床的位置精度大大提高。

数控系统的结构和工作原理

数控系统的结构和工作原理
FANUC 0iC FSSB伺服控制：NC上的口为 COP10A，接伺服放大器COP10B，如还有一个
伺服放大器，则再从COP10A 到 COP10B。 FANUC 0iC I/O：I/O Link NC上的口为JD1A， 接I/O单元上JD1B，如再有一个I/O单元，从上一
单元JD1A接至下一个单元JD1B。CB104— CB107为4根扁平电缆,每根50芯,通向机床面板和
机床
FSSB和I/O Link体现 FANUC 公司硬件结构思想, 主运动信息和辅助运动信息分离
四、SIEMENS（西门子）802D系统结构
一、数控系统主要部件
数控控制器 伺服（主轴）放大器、电机（反馈） I/O装置 机床
二、数控机床装配过程
1、机床厂选型购置 2、电器、机械连接 3、PLC编程（辅助功能） 4、参数确定（主运动） 5、联调
三、FANUC 0iC 系统的结构
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
FSSB 主运动信息
I/O Link 辅助运动信息

《数控机床原理》课件

《数控机床原理》课件

02
数控机床的工作原理
数控装置的工作原理
数控装置是数控机床的指挥中心，它按照输入的程序 指令，经过计算和处理后，输出脉冲信号给伺服系统
，控制机床各部分按规定的动作进行加工。
输标02入题
数控装置主要由输入输出装置、数控装置和主控制装 置组成。
01
03
数控装置根据输入的加工程序进行计算和处理，输出 脉冲信号给伺服系统。
数控机床的环保措施
01
02
03
减少噪音污染
优化机械部件的设计和装 配工艺，降低数控机床运 行时的噪音。
控制废气排放
采用低污染的液压和润滑 系统，减少废气的排放。
废弃物处理
建立废弃物分类处理系统 ，对油污、金属屑等废弃 物进行妥善处理，以减少 对环境的污染。
数控机床的能效管理与节能技术
能源监测与控制
确定加工工艺
根据图纸和加工要求，确定加 工的顺序、刀具、切削参数等
。
建立坐标系
根据工件和机床的实际情况， 建立合适的坐标系，以便描述 刀具的运动轨迹。
编写加工程序
根据加工工艺和坐标系，使用 数控编程语言编写加工程序。
程序调试和优化
在数控机床上对加工程序进行 试运行，检查程序的正确性和 加工效果，根据需要进行调整
通过能源监测系统实时监 测数控机床的能耗情况， 实现能源的有效控制和管 理。
高效传动系统
采用高效传动部件，如高 精度轴承和齿轮，降低机 械损失和能耗。
空调节能技术
合理利用数控机床内部的 空调系统，保持适宜的工 作温度，降低能耗。
感谢您的观看
THANKS
写加工程序；自动编程指利用 CAD/CAM软件，通过计算机辅
助计算和生成加工程序。

机床数控原理及应用--绪论 ppt课件

机床数控原理及应用--绪论 ppt课件

PPT课件
19
五、数控机床的分类
数控机床规格繁多，据不完全统计已有400多个品种规格。可 以按照多种原则来进行分类。但归纳起来，常见的是以下面4种 方法来分类的。
1. 按工艺用途分类 2. 按运动轨迹分类 3. 按伺服系统的控制方式分类 4. 按数控装置分类
PPT课件
20
1. 按工艺用途分类
• 一般数控机床：车铣镗钻磨等，功能与通用机床相似；但是可以加工复杂形状的 零件。
滚动部件
刀库和机械手、数控机床的工作原理
数控机床加工零件,首先要将被加工零件的图样及工艺信息数字化 ,用规定的代码和程序格式编写加工程序,然后将所编写的程序指令输 入到机床的数控装置中.数控装置再将程序(代码)进行译码、运算，向 机床各个坐标的伺服机构和辅助控制装置发出信号，驱动机床各运动 部件，控制所需要的运动，最后加工出合格零件。
14
三、数控机床的组成
常用的伺服元件
步进电机 直流伺服电机 交流伺服电机
常用的检测元件
编码盘 光栅
磁珊
PPT课件
15
三、数控机床的组成
4、机床 早期采用通用车床，现在采用了新的加强刚性、减小热变形、
提高精度等方面的技术使其发生了很大的变化。 目前已模块化生产，分为六大块
数控系统
主轴单元
数控刀架和转台
• 软件控制数控机床（CNC） 主要功能由软件实现，软件模块
扩展
化，便于
PPT课件
30
六、数控机床的特点及优势
（1）采用了高性能的主轴及伺服传动系统，机械结构
1. 设得计到特简化点，传动链较短；
（2）为了使连续性自动化加工，机械结构具有较高 的 动 态刚度及耐磨性，热变形小；

数控ppt课件完整版

数控ppt课件完整版
和效率。
航空航天领域
航空航天零件具有复杂形状和高 精度要求，数控技术可以满足其 加工需求。
汽车制造领域
汽车制造中需要大量的零部件加 工，数控技术可以提高生产效率 和降低成本。
其他领域
如模具制造、能源装备等领域也 可以应用数控技术，提高生产效
率和产品质量。
02
数控机床结构与分类
数控机床的结构特点
高刚度
03
数控编程基础
数控编程的概念与步骤
数控编程的概念
是将零件的加工信息，按照数控系统规定的代码和格式，编制成加工程序文件，并输入到数控装置中，由数控装置控制机床进行 自动加工的过程。
数控编程的概念与步骤
确定加工方案
03
分析零件图样和工艺要求 数控编程的步骤
02 01
数控编程的概念与步骤
选择合适的数控机床 选择合适的刀具、夹具和量具 编制加工程序
复合化加工
绿色制造
复合化加工是未来数控技术 的重要发展方向，通过在一 台机床上实现多种加工功能， 提高加工效率。
环保和可持续发展已成为制 造业的重要趋势，数控技术 将更加注重绿色制造，如采 用环保材料、降低能耗等。
数控技术在未来制造业中的地位和作用
提高生产效率
数控技术能够显著提高加工精度和生产效率，降低生产成本，提 升企业竞争力。
如液压泵故障、气路堵塞等。
观察法
通过观察机床运行状态、听取异常声响等方式判断故障部位。
数控机床的故障诊断与排除方法
测量法
使用测量仪器对机床各部位进行检测，分析故障原因。
替换法
通过替换疑似故障部件的方式，逐步缩小故障范围。
数控机床的故障诊断与排除方法
故障排除方法
根据故障诊断结果，对相应部件进行维修或更 换。

数控机床电气控制原理图 PPT

数控机床电气控制原理图 PPT
用来表示一台设备或概念的图形、标记或字符。 例如，“～”表示交流，R表示电阻等。
国家电气图用符号标准GB/T4728-1985规定了电 气简图中图形符号的画法，该标准及国家电气制图标 准GB/T6988-1986于1990年1月1日正式开始执行。
电气控制系统图：指根据国家电气制图标准， 用规定的电气符号、图线来表示系统中各电气设 备、装置、元器件的连接关系的电气工程图。 电气控制系统图包括： 1、电气原理图 2、电器元件布置图 3、电气安装接线图
机起 串动 KT得电 计时
KM2得电 电动机全压运行
停止
图中电动机由降压起动转为
全压运行后KM1和KT均断电，
起动
只有KM2得电。
按下SB1，电动机停
2 Y -△降压起动
⑴ 原理：起动时，定子绕组接成星形，每相绕组所承 受的电压为电源的相电压（220V），待转速上升到接 近额定转速时，再将定子绕组的接线换接成三角形， 每相绕组所承受的电压为电源的线电压（380V），电 动机进入全电压正常运行状态。 ⑵应用：用于正常运行时定子绕组为△联结的电动机。
机床电气
2.4 数控机床电气控制系统的基本环节
2.4.1 笼型异步电动机直接起动控制 2.4.2 笼型异步电动机降压起动控制 2.4.3 笼型异步电动机制动控制
2.4.1 笼型异步电动机直接起动控制
直接启动的条件：Ist 3 S IN 4 4P
Ist-启动电流； IN -额定电流； S-变压器容量（kVA） P-电机功率（kw）
数控机床 电气控制原理图
本章主要内容： 机床电机（交流电机、直流电机、步进电机）
的启动、运行（调速）、制动等继电器接触器控 制基本线路识图、绘图、设计等；
2.2.1 电气原理图图形符号和文字符号

数控系统原理图

数控系统原理图

数控系统原理图
数控系统原理图示如下：
[图 1]
该系统由主控制器、执行机构、传感器和输入设备等部分组成。

主控制器负责接收输入设备传来的指令，并根据设定的程序进行运算和控制。

执行机构则根据主控制器发出的信号，完成相应的运动和加工操作。

主控制器中包含算法处理单元、存储器和接口控制矩阵等部分。

算法处理单元负责根据输入指令和存储器中的程序，进行运算并生成控制信号。

存储器用于存储各类程序和数据，以供算法处理单元使用。

接口控制矩阵则负责将算法处理单元生成的信号转化为执行机构能够理解的形式。

执行机构主要包括主轴、刀具和工件夹持装置等。

主轴负责传动刀具进行加工操作，刀具则完成具体的切削或加工动作，工件夹持装置则固定工件，保证加工的稳定性和精度。

传感器用于检测执行机构的运动状态和加工过程中的参数，并将检测到的信号反馈给主控制器。

主控制器根据传感器反馈的信息，可以实时调整和控制执行机构的运动，保证加工的准确性和质量。

输入设备用于操作和输入加工程序。

例如数字显示屏、键盘和鼠标等。

用户可以通过输入设备选择程序、设定加工参数和操作方式等。

以上是数控系统的原理图说明。

《数控原理与系统》第9章__典型数控系统

《数控原理与系统》第9章__典型数控系统

第8章 典型数控系统及应用

பைடு நூலகம்
主印刷電路板（MASTER PCB）
第 7 、 8軸控 制板

第8章 典型数控系统及应用

該系統除了通用的宏程式功能以外， 還增加了定制型用戶宏程式，這樣為用戶 提供了更大的個性化設計的空間。用戶可 以通過編程對顯示幕幕、處理過程控制等 進行編輯，以實現個性化機床的設計。
第8章 典型数控系统及应用



（4）高速高精度的控制 FANUC 0–C數控系統採用了多CPU方式進行 分散處理，實現了高速連續的切削。為了實現在 切削路徑中的高速、高精度，在系統功能中增加 了自動拐角倍率，伺服前饋控制等，大大地減少 了伺服系統的誤差。 對PLC的介面增加了高速M、S、T介面功能， 進一步縮短了執行時間，提高了系統的運行速度。 為了提高系統處理外部數據的速度， FANUC 0–C系統在硬體上增加了遠程緩衝控制， 系統可以實現高速的DNC操作。
第8章 典型数控系统及应用

9.1.2 FANUC 0系列數控系統 1.主要功能特點 FANUC 0系列數控系統分為A型、B型、 C型和D型產品，目前在國內使用較多的是 普及型FANUC 0–D和全功能型FANUC 0–C兩 個子系列，其功能特點如下。
第8章 典型数控系统及应用



第8章 典型数控系统及应用

2.基本構成 FANUC 0系統由數控單元本體，主軸和進給 伺服單元以及相應的主軸電機和進給電機，CRT 顯示器、系統操作面板、機床操作面板，附加的 輸入／輸出介面板（B2），電池盒，手搖脈衝發 生器等部件組成，下麵對它的主要部件的基本配 置做簡要的說明。
第8章 典型数控系统及应用

《数控原理与系统》第1章_绪论

《数控原理与系统》第1章_绪论

伺服驱动 装置
机 床 本 体 位置 检测 装置
图1.3 数控系统的组成结构
第1章 绪论
1.1.2

數控系統的組成結構
Байду номын сангаас
各組成部分的功能
1. 數控裝置 其功能是從輸入裝置接收零件程式，並對其進行解碼、 插補等處理，最後輸出進給信號和主軸啟/停、刀具選擇等輔助 控制信號。 2. 輸入/輸出裝置 是操縱者和數控裝置間的“人—機”介面，用 來輸入編輯零件程式、操作命令，輸出顯示機床工作狀態、工作 座標等資訊。常見的輸入輸出裝置有：CRT顯示/MDI鍵盤、紙帶 閱讀機、上位電腦等。 3. 伺服驅動裝置 用來把數控裝置輸出的信號進行功率放大，以驅 動伺服電動機拖動機床運動。 4. 機床電氣控制邏輯 用來實現主軸起/停、換刀等輔助控制功能， 並零件程式的執行與這些輔助動作同步。 5. 位置檢測裝置 用來檢測工作臺的實際位置，輸出位置回饋資訊， 實現閉環或半閉環位置控制，提高控制精度。
第1章 绪论
1.2 數控技術的產生和發展
1.2.1 數控技術的產生

數控技術是 20 世紀 40 年代後期為適應複雜外形零件 的加工而發展起來的一種自動化技術，其研究起源於飛 機製造業。1949年美國帕森（Parsons）公司接受美國空 軍委託，研製一種計算控制裝置，用來實現飛機、火箭 等複雜零部件的自動化加工，於是Parsons公司提出了用 數字資訊來控制機床自動加工外形複雜零件的設想，並 與美國麻省理工學院(MIT)伺服機構研究所合作，於1952 年研製成功了世界上第一台數控機床 ---- 三座標立式數 控銑床，可控制銑刀進行連續空間曲面的加工，由此拉 開了數控技術研究的序幕。
0112
微型计算机
数控系统

数控机床的工作原理ppt-78页

数控机床的工作原理ppt-78页

•
例4-1 插补直线OA，A（5，3）
序 偏差判别 进给方向 号
0
1
F0,0＝0
+X
2
F1,0＝-3<0
+Y
3
F1,1＝2>0
+X
4
F2,1＝-1<0
+Y
5
F2,2＝4>0
+X
6
F3,2＝1>0
+X
7
F4,2＝-2<0
+Y
8
F4,3＝3>0
+X
偏差计算
F0,0＝0,Xe=5,Ye=3 F1,0＝F0,0－Ye＝-3 F1,1＝F1,0＋Xe＝2 F2,1＝F1,1－Ye＝-1 F2,2＝F2,1＋Xe＝4 F3,2＝F2,2－Ye＝1 F4,2＝F3,2－Ye＝-2 F4,3＝F4,0＋Xe＝3 F5,3＝F4,3－Ye＝0
F0,0＝0
－X
F1,0＝F0,0－|Ye|＝ -3
n=1
2
F1,0＝-3<0
+Y
F1,1＝F1,0＋|Xe|＝1
n=1+1=2<N
3
F1,1＝1>0
－X
F2,1＝F1,1－|Ye|＝-2
n=2+1=3<N
4
F2,1＝-2<0
+Y
F2,2＝F2,1＋|Xe|＝2
n=3+1=4<N
5
F2,2＝2>0
－X
1
F0,0＝0
+X
F1,0＝F0,0－Ye＝-5
n=1
2
F1,0＝-5<0

数控原理与系统第6章主轴驱动及控制

数控原理与系统第6章主轴驱动及控制

第6章 主轴驱动及控制
为 此 ， 可 选 用 额 定 功 率 7.4KW 、 额 定 转 速
1500r/min的主轴电动机，在1/2额定电压下无
级变速驱动主轴，工作特性曲线如图6.6所示。
在 750r/min ～ 6000r/min 整 个 范 围 内 ，
Pmax=3.7KW ， 在 750r/min 以 下 ，
频器调速时，其调速特性无法与直流电动机相
比， 因此必须采用矢量变频控制技术。
第6章 主轴驱动及控制
由于采用矢量变频控制技术后，交流
电动机与直流电动机的数学模型极为相似，
因而以直流主轴电动机为例来分析其调速特
性， 其模型结构如图6.1所示。
根据直流电动机的工作原理可得
Ua Ia Ra E
E Cen M C M Ia KIt
第6章 主轴驱动及控制
P, M
转矩特性曲线 功率特性曲线
O1
2
h
图6.2 主轴电机的工作特性曲线
第6章 主轴驱动及控制
6.1.3 CNC与主轴驱动装置的连接 下面以日本安川（YASKAWA）VA-626MT
型主轴驱动装置为例讲解CNC与主轴驱动装置 的连接，图6.3所示为其内部原理框图， CNC装 置与该主轴驱动装置的连接如图6.4所示。
第6章 主轴驱动及控制
本章导读
本章主要介绍主轴驱动装置的特性与连接
方法、主轴分段无级调速控制、主轴准停控制
等内容。通过本章的学习，了解数控机床对主
轴的要求，熟悉主轴驱动装置的一般连接方法，
掌握主轴调速、准停控制方法。
第6章 主轴驱动及控制
6.1 概 述
数控机床的主轴驱动和进给驱动有很大的
差别。主轴的运动通常是旋转运动，以调速和

数控原理与系统第7章典型数控系统及应用

数控原理与系统第7章典型数控系统及应用

输入输出设备用于将加 工程序和加工数据输入 数控系统，同时将加工 结果输出到显示器或外 部设备。
数控装置是数控系统的 核心，负责根据输入的 加工程序和数据进行运 动轨迹的计算和控制信 号的输出。
可编程控制器用于逻辑 控制，如主轴的启停、 冷却液的开关等。
主轴驱动装置和进给驱 动装置分别用于控制主 轴和进给电机的运动。
详细描述
这些数控系统品牌在市场上也有一定 的份额，并拥有各自的特点和优势。 它们在机械加工、汽车制造、航空航 天等领域得到广泛应用。
03 数控系统硬件结构
数控系统的基本构成
01
02
03
04
05
数控系统是用于控制机 床实现自动化加工的计 算机系统，主要由输入 输出设备、数控装置、 可编程控制器、主轴驱 动装置、进给驱动装置 等部分组成。
04 数控系统软件结构
数控系统的软件组成
操作系统层
提供数控系统运行的基础环境，包括内核、驱动程序 等。
支撑软件层
提供数控系统所需的各种支撑软件，如数据库、网络 通信等。
应用软件层
根据具体需求开发的数控系统应用软件，实现各种功 能。
数控系统的软件功能
数据输入输出
接收和输出各种数据，如零件图纸、工艺参 数等。
数控车床
用于加工汽车轴类零件，如曲 轴、凸轮轴等，能够实现高精 度外圆和端面加工。
数控铣床
用于加工汽车模具、检具和夹 具等，能够实现复杂型面的加
工和制造。
数控系统在航空制造中的应用
数控机床
数控加工中心
用于加工航空零部件，如飞机起落架、发 动机叶片等，要求高精度、高强度和高可 靠性。
用于加工飞机机身、机翼等大型结构件， 能够实现多轴联动，提高加工精度和效率 。

数控机床数控原理与系统课件

数控机床数控原理与系统课件
根据M代码的编程，可控制住周的正反转和主轴变速等。 ➢ 2. S 功能实现 ➢ S功能主要完成主轴转速的控制。S4位代码编程是指S代
码后4位十进制来指定主轴转速。 ➢ 3. T功能的实现 ➢ T功能即刀具功能，T代码后跟随2-5位数字表示刀具号和
刀具补偿号。图5-23所示为采用固定存取换刀控制方式 的T功能处理框图。
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➢ 数控机床中独立型PLC本身是一个控制器，是一个完 整的系统。其特点是使用灵活；要进行PLC与CNC装置 I/O联结，控制功能更强大。
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图5-22 内装型PLC的CNC框图
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5.5 辅助机能控制与PLC
➢ 四、M、S、T功能的实现 ➢ 1. M功能的实现 ➢ M 功能又称辅助功能，其代码用“M”后跟2位数表示。
命令。
返回
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5.4数控系统的接口
▪ 一、接口解决的问题
➢ 从功能角度去分，接口电路解决的问题有两类。 ➢ 1. 单台机床内部各部件之间的信息交换问题 ➢ 2. 机床与机床之间或机床与计算机之间的信息交换问题。
▪ 二、接口分类规范
“机床/数控接口”国际标准指出了数控装置，电气控制设备与机床 之间的接口范围，他们共分为四类，如图5-17. ➢ A、B类接口交换的信息是数控装置与驱动电动机，位置、速度检测 之间的控制信号。
（1）减法计算 ▪ 在位置计数器中预置给定的位移量，坐标移动时进行减 法计算。
（2）比较计算 ▪ 将给定的位移量存入指令寄存器，坐标移动时位置计数 器以零开始进行加法计算，两者相比较，在计数值与给 定值相符时停止进给。 ▪ 位置计算与比较的软件控制流程如图5-8所示

数控原理与控制系统-步进电机进给驱动系统【精品课件】

数控原理与控制系统-步进电机进给驱动系统【精品课件】
5.细分控制驱动电路
在实际应用中,为了进一步提高进给运动的分辨率,在 不改变步进电机结构的前提下,要求对步距角进一步细分。 为了达到这一目的,可将绕组电流以阶梯波的方式输入,这 时,电流分成多少个阶梯,则转子就以同样的步数转过一个 步距角。这样将一个步距角细分成若干步的驱动方法称为 细分驱动电路。
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2.软件脉冲分配
为了提高脉冲分配器的灵活性,也可用软件来实现环形 脉冲分配;图示为89C5l单片机与步进电机驱动电路的接口 图。Pl口的3个引脚经过光电隔离后,将节拍脉冲信号加到 驱动电路的输入端,控制3相绕组的通电顺序。一般采用 “查表法”编写脉冲分配程序,即按步进电机通电顺序,求 出脉冲输出状态宇时的状态表,并将其存入EPROM中,然后 根据步进电机的运转方向,按表地址正向或反向地取出该 地址中的状态字进行输出,即可控制电机正向或反向旋转。
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2.硬件脉冲分配器
硬件脉冲分配器由逻辑门电路和触发器构成。左图为3 相六拍环形脉冲分配器原理图, X=l时,每来一个脉冲则电 动机正转一步,分配顺序:A→AB→B→BC→C→CA→A;当X＝ 0时,每来一个脉冲则电动机反转一步,分配顺 序:A→AC→C→CB→B→BA→A。右图为集成芯片实现的硬 件环形脉冲分配器
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二、脉冲分配器 1.基本工作原理
脉冲分配器用来控制步进电动机的运行通电方式。将 数控装置送来的一串指令脉冲,按照运行通电方式所要求 的顺序和分配规律,分配到各相驱动电路输入端,用以控制 各相绕组中电流的开通和关断。由于步进电机有正反转要 求,所以脉冲分配器的输出既是周期性的,又是可逆的,因此 又叫环形脉冲分配器。脉冲分配器有硬件和软件两种实现 形式。

《数控原理与系统》第5章_进给运动的控制

《数控原理与系统》第5章_进给运动的控制

第5章 进给运动的控制
5.1 開環進給系統性能分析

由於開環進給系統中沒有位臵回饋檢 測裝臵，其前向通道中的各種誤差就無法 通過回饋資訊來加以補償，從而會引起輸 出位臵誤差。因此，需要找出造成輸出位 臵誤差的主要因素，並採取一些必要的措 施來加以改善，從而提高系統的控制性能。
第5章 进给运动的控制
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3. 數學模型的構成 （1） 跟隨誤差E。 跟隨誤差E實際 上就是指令位臵Xi與實際位臵Xf的差值。 （2） 開環增益K。 K為整個系統的 開環增益， K=Kv Kda KmKa（1/s）， 其中：
第5章 进给运动的控制

· Kv為位臵放大係數（軟體增益）， 它是由 CNC內部的參數設臵的， 單位為數字/數字。 可 通過設臵Kv值來調整整個回路的開環增益。 · Kda為數模轉換係數。 CNC裝臵通過DAC 數模轉換器輸出-10～+10 V的電壓來控制伺服電 動機的運動。 Kda的單位為V／數字， 它描述了 CNC內每一個數值“1”對應的電壓值。 開環增益K是決定整個系統性能的重要參數， 在機床調試時需進行調整。由上可以看出，當設 備選定後，調整開環增益的唯一方法就是調整軟 體增益KV和伺服放大倍數Km。


第5章 进给运动的控制
第5章 进给运动的控制


（2）選用高性能的驅動裝臵。選用性能好，與 步進電機匹配的驅動裝臵，可有效地改善步進電 機的動態性能，防止失步和震盪。此外，也可選 用帶細分的驅動裝臵，以提高進給解析度。 （3）合理的進行補償。根據齒隙誤差的特點， 當工作臺運動方向改變時可利用CNC裝臵的間隙 補償功能進行補償；對於滾珠絲杠的螺距誤差， 可利用CNC裝臵的螺距誤差補償功能進行校正。
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Q2
C06
R02
R05
D9 C05
D12 C02
显示 /键盘 逆变 模块
控 制 给定 输 入 控制 接 线 板
键 盘显
示
采 样驱
动
主控 板
控 测量 制
输 控制 出
接 线 板
图3-7 通用 变频 器的 控制 框图
图3-6 电压 型交 -直 -交变频 器主 电路 的基 本结 构
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数控原理与控制系统
制动电阻连接
B1、B2
接地
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数控原理与控制系统
四 工作过程
华中“世纪星”HNC—21系统中，主轴驱动单元与数 控系统通过单独的接口相连，由CNC和系统的PLC发出的控 制信号，经主轴驱动器变换、调制、放大，输送到主轴电 动机，驱动主轴电动机回转；同时，主轴检测元件将采集 到的主轴运动状态信息反馈到CNC装置，经CNC装置处理后， 变成新的信号输出。
二 变频调速主轴驱动系统的构成
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三 变频器主接线端子的介绍
主接线端子是变频器与电源及电动机连接的接线端子。
RS
T - + B1 B2 U V
W
图5-2 主接线端子的示意图
目的
使用端子
主回路电源输入
R、S、T
变频器输出
U、V、W
直流电源输入
-、+
直流电抗器连接
+、B1(去掉短接片)
主轴定向准停控制方式在主轴速度控制的基础上，增 加一个位置控制环。
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数控原理与控制系统
模块3：主轴驱动装置
课题1 变频器主轴驱动
广东工贸职业技术学院
R04 R06
数控原理与控制系统 D4 D5 D6
C2 R2
HL
D04 Q4
D10
D06
Q6
一 变频器的构成
C04
1.主电路
交—直—交变频器的主电路由整流电路、中图间3-6直电压 流型交电-直-路交变频和器主逆电路的基本结构 变器电路三部分组成。主电路的基本结构如左图所示。
2.控制电路
控制电路的基本结构如右图所示，它主要由电源板、主控板、
键盘与显示板、外接控制电路等构成。
SL
RL
D1 D2 D3 D4 D5 D6
C1 R1 C2 R2
D01
RB
Q1
VB
D04

D03 Q3 C01
D10
D06
Q6
C04
R06
R03
D8
D05 Q5 C03
D11
D02