数控机床控制系统的选择方法

7050铝合金等通道多转角挤压过程的三维有限元模拟
吕哲;郑立静;于燕;李焕喜;高文理
【期刊名称】《稀有金属材料与工程》
【年(卷),期】2008(37)12
【摘要】对7050铝合金等通道多次转角挤压(equal-channel angular pressing,简称ECAP)过程中的变形行为进行三维有限元模拟,并研究了挤压过程中等效应变的演化以及载荷-位移曲线变化。

为开发多道次ECAP工艺的模具设计、工艺参数提供理论指导依据。

【总页数】4页(P2125-2128)
【关键词】等通道多次转角挤压;有限元分析;等效应变;7050铝合金
【作者】吕哲;郑立静;于燕;李焕喜;高文理
【作者单位】北京航空航天大学,北京100083;湖南大学,湖南长沙410082
【正文语种】中文
【中图分类】TG371
【相关文献】
1.7050铝合金等通道转角挤压的有限元模拟及力学性能 [J], 徐尊平;程南璞;陈志谦
2.等通道转角挤压过程和参数的有限元模拟概述 [J], 袁玉春;马爱斌;江静华
3.等通道转角挤压过程和参数的有限元模拟概述 [J], 袁玉春;马爱斌;江静华
4.7050铝合金热挤压成形过程的有限元模拟 [J], 许柏华;张翔;王晓溪
5.7050铝合金等通道转角挤压过程中显微结构和力学性能演化的小角x射线散射研究 [J], 郑立静;李树索;李焕喜;陈昌麒;韩雅芳;董宝中
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FANUC 数控系统基本参数的操作与设定于翠玉马海洋（潍坊职业学院机电工程系，山东潍坊 261031）摘要：数控系统的参数是数控系统用来匹配机床及数控功能的一系列数据，数控系统连接完成后，首先要对其进行系统参数的设定，本文经过对参数说明书的归纳整理，介绍数控系统各主要参数的的作用与意义及设定的基本操作方法与步骤，进而使读者在数控维修或调试过程中能独立完成系统的参数设定。

关键词：数控系统参数中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1672-4801（2009）02-021-003引语在FANUC-0IB 数控系统中参数可分为系统参数、PLC 参数，系统参数又按照一定的功能进行分类，共有40 多类，PLC 参数是数控机床的PLC 程序中使用的数据，如计时器、计数器、保持形继电器的数据，这两类参数是数控机床正常启动的前提条件。

本文以系统常用的参数设定及调整为例将部分主要参数的设定做一阐述。

1 参数画面的基本操作1.1 系统参数的调用按下系统键盘上“SYSTEM”键，系统将进入相应画面，按下屏幕下方对应的软菜单键“参数”，此时进入到系统参数的设定画面，按下翻页键或光标键即可找到期望的参数，或直接输入参数号进行检索操作。

1.2 系统参数的设定将系统状态处于MDI 方式或急停情况下，按下系统键盘上“SFFSET/SETTING ”键, 再按“SETTING”，在出现的“PARAMETER WRITE”项将0 设为1，打开参数的写保护。

按下系统键盘的“SYSTEM”键，在“参数”软键内通过参数调用和检索方法找到期望的参数号，输入对应的设定值，按下“INPUT”输入数据，根据系统提示关机重启系统并关闭写保护完成操作。

2 系统常用参数设定及调整2.1 有关轴的参数设定（1）各轴轴基本参数设定 1001.0：直线轴最小移动单位。

0：公制1：英制1002.1：无挡块参考点设定。

0：无效1：有效1004.1：设定最小输入单位和最小移动单位。

数控机床的主轴速度调节方法数控机床是现代制造业中广泛应用的一种重要设备，其高精度、高效率的加工能力使得生产过程更加灵活和精确。

而数控机床的主轴速度调节方法在其中起着至关重要的作用。

主轴是数控机床中负责转动刀具的部件，主轴速度调节方法主要用于控制主轴的转速，以满足不同加工需求下的工作要求。

下面将详细介绍一些常见的数控机床主轴速度调节方法。

1. 机械变速法：机械变速法是一种通过机械装置改变传动比以调节主轴转速的方法。

常见的机械变速装置有齿轮传动、皮带传动和变压器传动等。

通过调整齿轮或皮带的组合方式，可以实现主轴的多种转速选择。

机械变速法的优点是结构简单、可靠性高，但调速范围相对较窄。

2. 变频调速法：变频调速法是通过改变电机的供电频率来控制主轴转速的方法。

通过控制变频器输出的电源频率，可实现主轴转速的连续调节。

变频调速法具有调速范围广、精度高、响应速度快等优点，适用于各种不同工况下的加工需求。

3. 数字调速法：数字调速法是利用数控系统通过控制主轴电机的电流或电压来精确控制主轴转速的方法。

数控系统通过传感器对主轴的转速进行实时监测，并通过闭环控制方式对主轴电机的电流或电压进行调整，从而实现精准的主轴转速控制。

数字调速法具有调速精度高、可靠性好、适应性强等优点，适用于对加工精度要求较高的场合。

4. 智能调速法：智能调速法是一种结合人工智能技术的主轴速度调节方法。

通过对加工过程中的实时数据进行分析和处理，机床可以自动调整主轴转速以达到最佳加工效果。

智能调速法具有自适应性强、能够根据工件材料、加工情况等因素进行动态调整的优点，适用于复杂的加工过程。

在应用各种主轴速度调节方法时，还需考虑到以下几点：1. 加工要求：根据不同的加工要求选择合适的主轴转速调节方法。

如对于高速电镀加工，要求主轴转速稳定且高速，可以选择数字调速法；而对于高精度加工，要求主轴的转速精度较高，可以选择智能调速法。

2. 加工材料：对于不同的加工材料，需要选择适当的主轴转速以保证加工效果。

CNC机床加工中的数控系统选型与应用在CNC机床加工过程中，数控系统的选型与应用至关重要。

数控系统是实现CNC机床运动控制和加工程序控制的核心部分，直接影响到机床的精度、效率和稳定性。

本文将探讨CNC机床加工中数控系统的选型与应用。

一、数控系统选型要点1. 机床类型与加工需求：不同类型的CNC机床适用于不同的加工任务。

例如，铣床、车床、钻床等，每种机床的数控系统要求有所不同。

因此，在选型时要根据自己的加工需求选择适用于相应机床类型的数控系统。

2. 精度要求：数控系统的精度直接决定了加工零件的精度。

高精度的加工要求需要选择具有高精度控制能力的数控系统，例如，采用精度更高的编码器、伺服系统等。

3. 加工速度与效率：数控系统的加工速度和效率对于批量生产非常重要。

在高速切削加工领域，需要选择能够快速响应指令、具备高速插补能力的数控系统。

4. 操作界面和人机交互：数控系统的操作界面应该简单直观，易于操作和学习。

同时，应具备友好的人机交互功能，方便操作人员进行参数设置、程序编辑等操作。

5. 稳定性和可靠性：数控系统在长时间运行过程中需要能够稳定可靠地工作，避免出现故障和停机。

因此，选型时要考虑数控系统的稳定性和可靠性。

二、数控系统的应用1. 工艺规划与编程：数控系统具备编程功能，可根据零件图纸和加工工艺进行编程。

操作人员通过编程输入刀具路径、加工参数等信息，确定加工方案并生成加工程序。

2. 运动控制和轴控制：数控系统负责控制各个轴向的运动。

通过控制伺服系统、电机和驱动器，实现CNC机床的定位、插补和运动控制，使加工过程精确可控。

3. 材料切削和加工：数控系统负责控制切削工具（刀具）的运动轨迹和切削参数。

通过控制刀具的进给速度和切削深度，实现对材料的切削和加工。

4. 系统监控和故障诊断：数控系统可以实时监测机床和系统的运行状态。

当出现故障或异常情况时，可及时报警并进行故障诊断，提高设备的可靠性和稳定性。

5. 数据管理和远程控制：数控系统可进行数据管理，如程序的存储和备份、工艺参数的管理等。

第七章数控机床的控制系统概述学习目的：1．什么是数控技术、数控系统和数控机床，数控系统对机床的控制包括哪几方面？2．数控机床控制系统组成有哪些，他们的作用各是什么？3．数控机床的控制方式有几种，各有什么特点？4．数控机床的接口有几类，他们的接口规范是什么？第一节数控机床的控制系统一、数字控制技术简介1．数字控制技术数字控制（Numerical Control）技术，简称数控技术，是用数字化信号对机床运动及其加工过程进行自动控制的一种方法。

数控技术不仅用于机床的控制，而且还用于其它设备的控制，产生了诸如数控绘图机、数控测量机等数控设备。

2．数控系统和数控机床用数字控制技术实现自动控制的系统称为数控系统。

数控系统中的控制信息是数字量，其硬件基础是数字逻辑电路。

最初数控系统是由数字逻辑电路构成的，所以也成为硬件数控系统。

现代数控系统采用存储程序的专用计算机或通用计算机来实现部分或全部基本数控功能，所以成为计算机数控系统（Comouter Numerical Control），简称CNC系统。

计算机数控系统是在硬件和软件共同作用下完成数控任务的，具有真正的“柔性”。

数控系统对机床的控制包括顺序控制和数字控制两个方面。

顺序控制是指对刀具交换、主轴调速、冷却液开关、工作台的极限位置等一类开关量的控制。

数字控制是指机床进给运动的控制，用于实现对工作台或刀架的位移、速度这一类数字量的控制。

数控系统与机床的有机结合称为数控机床，如数控车床、数控铣床、数控加工中心等。

数控机床是机电一体化的典型产品，是集机床、计算机、电力拖动、自动控制、检测等技术为一体的自动化设备。

二、数控机床控制系统的组成序记载机床加工所需的各种信息，包括零件的加工轨迹、工艺信息及开关命令。

输入装置是将程序载体上的数控编码转换成相应的脉冲信息，传送并存入数控装置内。

输出装置显示输入的内容及数控工作状态等信息，监控数控系统的运行。

常用的输入/输出装置有光电阅读机、磁带录放机、磁盘驱动器、键盘和CRT显示器等。

数控机床伺服系统的分类数控机床伺服系统按用途和功能分为进给驱动系统和主轴驱动系统；按控制原理和有无检测反馈环节分为开环伺服系统、闭环伺服系统和半闭环伺服系统；按使用的执行元件分为电液伺服系统和电气伺服系统。

1.按用途和功能分：(1)进给驱动系统：是用于数控机床工作台坐标或刀架坐标的控制系统，控制机床各坐标轴的切削进给运动，并提供切削过程所需的力矩。

主要关心其力矩大小、调速范围大小、调节精度高低、动态响应的快速性。

进给驱动系统一般包括速度控制环和位置控制环。

(2)主轴驱动系统：用于控制机床主轴的旋转运动，为机床主轴提供驱动功率和所需的切削力。

主要关心其是否有足够的功率、宽的恒功率调节范围及速度调节范围；它只是一个速度控制系统。

2.按使用的执行元件分：(1)电液伺服系统其伺服驱动装置是电液脉冲马达和电液伺服马达。

其优点是在低速下可以得到很高的输出力矩，刚性好，时间常数小、反应快和速度平稳；其缺点是液压系统需要供油系统，体积大、噪声、漏油等。

（2）电气伺服系统其伺服驱动装置伺服电机（如步进电机、直流电机和交流电机等）。

其优点是操作维护方便，可靠性高。

其中，1）直流伺服系统其进给运动系统采用大惯量宽调速永磁直流伺服电机和中小惯量直流伺服电机；主运动系统采用他激直流伺服电机。

其优点是调速性能好；其缺点是有电刷，速度不高。

2）交流伺服系统其进给运动系统采用交流感应异步伺服电机（一般用于主轴伺服系统）和永磁同步伺服电机（一般用于进给伺服系统）。

优点是结构简单、不需维护、适合于在恶劣环境下工作；动态响应好、转速高和容量大。

3.按控制原理分（1）开环伺服系统系统中没有位置测量装置，信号流是单向的（数控装置→进给系统），故系统稳定性好。

开环伺服系统的特点：1. 一般以功率步进电机作为伺服驱动元件。

2. 无位置反馈，精度相对闭环系统来讲不高，机床运动精度主要取决于伺服驱动电机和机械传动机构的性能和精度。

步进电机步距误差，齿轮副、丝杠螺母副的传动误差都会反映在零件上，影响零件的精度。

数控机床的选型数控机床是一种高精度、高效能的机床，通过计算机控制系统实现对工件的加工。

在现代制造业中，数控机床的应用越来越广泛，因此选择适合自己需求的数控机床十分重要。

本文将介绍数控机床的选型方法以及需要考虑的因素，帮助读者更好地选择合适的数控机床。

一、了解加工需求在选择数控机床之前，首先要了解自己的加工需求。

不同的加工任务需要不同类型的数控机床来完成。

常见的数控机床包括车床、铣床、钻床等。

车床适用于加工轴类零件，铣床适用于加工平面和曲面零件，钻床适用于加工孔类零件。

因此，对于不同的加工需求，选择相应类型的数控机床至关重要。

二、考虑加工精度要求加工精度是选型时需要考虑的重要因素之一。

不同的数控机床具有不同的加工精度，而不同的加工任务对加工精度的要求也不同。

例如，对于精密零件的加工，需要选择具有较高加工精度的数控机床。

因此，在选型时，要根据自己的加工精度要求选择相应的数控机床。

三、研究机床性能指标选择数控机床时，还需要研究机床的性能指标。

常见的性能指标包括主轴转速、进给速度、工作台行程、主轴功率等。

这些指标直接影响加工效率和加工质量。

因此，在选型过程中，要根据加工任务的特点选择合适的性能指标，确保数控机床能够满足自己的加工需求。

四、考虑生产规模和投资成本在选择数控机床时，还要考虑生产规模和投资成本。

如果生产规模较小，投资预算有限，可以选择较为经济实用的数控机床。

而对于生产规模较大，具有一定投资能力的企业来说，可以选择更高级、更高性能的数控机床，以提高生产效率。

五、考虑售后服务和供应商信誉最后，选择数控机床时要考虑售后服务和供应商信誉。

数控机床是一种复杂的设备，售后服务以及供应商的技术支持至关重要。

因此，在选型时，要选择有良好售后服务体系和良好信誉的供应商，确保机床能够得到及时维修和技术支持。

综上所述，选择适合自己需求的数控机床是至关重要的。

在选型过程中，需要考虑加工需求、加工精度要求、机床性能指标、生产规模和投资成本，以及售后服务和供应商信誉等因素。

数控机床主要部件的选型方法本文重点介绍机床主要控制部件的选型方法，具体内容包括：CNC控制系统的设计原则、内容、CNC型号规格的确定；主轴电机型号的确定，转速、主轴电机功率的计算及实例；伺服电机的类型与转速选择，伺服进给系统的切削转矩、摩擦转矩、运动部件重力转矩的计算，电机输出转矩的选择；伺服驱动器的选择原则，驱动器电流的计算，驱动器选择实例。

C的选择选择CNC,主要是确定CNC的生产厂家与型号，在选型确定后可根据机床要求对CNC功能与硬件（如操作面板的布置形式、显示器、I/O单元、机床操作面板及其布置等）进行选择。

确定CNC厂家，除应考虑设备用户的要求、设计使用者习惯、熟悉程度、配套产品的一致性以及工厂内调试设备的通用性、技术服务等方面外，更重要的是CNC的可靠性。

从目前我国机床行业产品的性能与水平、用户的接受程度以及可靠性、服务等因素综合考虑。

国外系统FANUC的FS-0iC系列、西门子810/840系列，国内北京凯恩帝数控K1000系列、广州数控980系列是目前绝大多数机床生产厂家优先考虑的CNC。

在满足可靠性前提下，从技术角度考虑，以下指标也是CNC选择时应注意的问题。

（1）CPU性能CNC的CPU性能主要涉及处理器的位数、运算速度，处理精度、用户存储容量、编程能力、功能等方面。

目前大部分CNC从可靠性的角度，已经可以满足用户的要求，且价格服务等各方面都很好，但是对于要求高速、高精度加工的场合，CPU的性能将直接影响加工精度，这一点在选择CNC时尤为注意。

（2）轴控制能力CNC轴控制能力（最大控制轴数和联动轴数）是衡量CNC重要参数之一，也是决定CNC价格的重要因素，因此，在机床要求已经确定的情况下，建议不要再轴控制能力上考虑余量。

（3）CNC功能CNC功能主要包括硬件功能和软件功能，硬件功能的增加对价格的影响较大，应根据实际需要选择，软件功能主要是影响操作及编程，价格影响小，为方便用户，应尽可能予以选择。

数控机床多轴同步控制方法济南二机床集团有限公司李耿轶王宇融关键词数控机床同步控制多轴在机床控制中双轴或多轴同步控制是一种常见的控制方法,如动梁式龙门铣床的横梁升降控制,龙门框架移动式加工中心的龙门框架移动控制等。

虽然在这些情况下可以采用单电动机通过锥齿轮等机械机构驱动双边的方案,但是传动机构复杂、间隙较大,容易造成闭环控制系统的不稳定,而且运行噪声大,维护困难。

另外若用于负载转动惯量较大的场合,由于传动效率低,必然要选用功率很大的电动机,仅仅从经济性来考虑,这个方案就不太理想,因此采用两个电动机双边驱动是比较理想的方案,这就产生了双轴同步控制的问题。

1 机床多轴同步控制方案的比较1.1 普通机床的同步控制对于普通机床的双轴电动机同步控制一般有以下解决方案。

①由一套直流调速装置驱动两台直流电动机,两台电动机的电枢串联,励磁线圈并联。

为了保持速度同步,两电动机轴必须保持刚性连接。

两台电动机中只有一台电动机提供速度反馈信号,其控制示意图见图1。

②由两套交流变频调速系统分别控制作为主从轴的两台交流变频或伺服电动机,两台电动机各自提供自己的速度反馈信号。

为了保持速度同步,两电动机轴也须保持刚性连接,其控制示意图见2。

图1 直流调速系统的同步控制这两种控制系统都属于位置环开环系统,只能依靠轴的刚性连接保持电动机转速或位置的同步,且结构简单、可靠性较高,我们为用户改造的B2063铣刨床X轴传动即采用图2所示的控制方法。

这两种控制系统对电动机所连接的运动部件的实际位置不做检测,对于丝杠螺距、联轴节间隙、丝杠扭转、丝杠轴向变形等因素所产生的误差无法补偿,控制精度较差,因此不能应用于数控机床。

图2 交流调速系统的同步控制1.2 数控机床的同步控制数控机床不同于普通机床的地方,在于数控系统具有很强的控制功能,能够实现对位置、转矩等不同参量的控制。

由于位置检测装置的引入,从而组成了位置速度双闭环系统,实现了位置同步控制。

数控机床的进给系统原理与自动控制方法随着科技的不断进步和发展，数控机床已经成为现代制造业中不可或缺的重要设备。

数控机床的进给系统是其核心部件之一，它负责控制工件在加工过程中的进给速度和位置。

本文将介绍数控机床进给系统的原理和自动控制方法。

一、数控机床的进给系统原理数控机床的进给系统原理主要基于数学模型和控制理论。

它通过传感器采集工件的位置信息，再经过信号处理和数据分析，最终控制伺服电机的运动。

进给系统的主要组成部分包括伺服电机、滚珠丝杠、编码器和控制器。

伺服电机是进给系统的驱动源，它能够根据控制器的指令来调整自身的转速和转矩，从而实现工件的进给运动。

滚珠丝杠则负责将伺服电机的旋转运动转化为线性运动，通过滚珠丝杠的螺距和转动角度，可以精确控制工件的进给速度和位置。

编码器则用于测量工件的实际位置，将其反馈给控制器，以便及时进行误差修正和调整。

控制器是进给系统的核心，它根据预设的加工参数和工件的实际位置信息，计算出伺服电机的控制指令，并将其发送给伺服电机。

在控制器中，通常会采用PID 控制算法来实现对伺服电机的精确控制。

PID控制算法通过比较工件的实际位置和预设位置的差异，调整伺服电机的转速和转矩，使工件能够按照预设的轨迹进行进给运动。

二、数控机床的自动控制方法数控机床的自动控制方法主要包括手动控制和自动控制两种方式。

手动控制是指操作人员通过控制面板或手柄手动调节数控机床的进给速度和位置。

在手动控制模式下，操作人员可以根据实际情况进行微调和调整，以便更好地掌握加工过程。

手动控制在数控机床的调试和维修过程中起着重要的作用，它可以帮助操作人员及时发现问题并进行处理。

自动控制是指通过预设的加工程序和控制参数，实现数控机床的自动化操作。

在自动控制模式下，操作人员只需输入加工参数和工件的几何信息，数控机床就能够根据预设的程序自动完成加工过程。

自动控制不仅提高了加工效率和精度，还减少了人为因素对加工质量的影响，提高了生产的稳定性和一致性。