典型数控系统的结构
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参考资料:/%C5%C9%BF%CB652/blog/item/040742fc5ab3e50eb17e c577.html一、CNC系统的基本构成CNC系统是一种用计算机执行其存储器内的程序来实现部分或全部数控功能的数字控制系统。
由于采用了计算机,使许多过去难以实现的功能可以通过软件来实现,大大提高了CNC系统的性能和可靠性。
CNC系统的控制过程是根据输入的信息,进行数据处理、插补运算,获得理想的运动轨迹信息,然后输出到执行部件,加工出所需要的工件。
CNC系统由硬件和软件组成,软件和硬件各有不同的特点。
软件设计灵活,适应性强,但处理速度慢;硬件处理速度快,但成本高。
CNC的工作是在硬件的支持下,由软件来实现部分或大部分的数控功能。
二、CNC系统的硬件结构CNC系统的硬件结构可分为单微处理器结构和多微处理器结构两大类。
早期的CNC系统和现有的一些经济型CNC系统采用单微处理器结构。
随着CNC系统功能的增加,机床切削速度的提高,单微处理器结构已不能满足要求,因此许多CNC系统采用了多微处理器结构,以适应机床向高精度、高速度和智能化方向的发展,以及适应计算机网络化及形成FMS和CIMS的更高要求,使CNC系统向更高层次发展。
1.单微处理器结构图6-3CNC系统硬件的组成框图所谓单微处理器结构,即采用一个微处理器来集中控制,分时处理CNC系统的各个任务。
某些CNC系统虽然采用了两个以上的微处理器,但能够控制系统总线的只是其中的一个微处理器,它占有总线资源,其他微处理器作为专用的智能部件,不能控制系统总线,也不能访问存储器,是一种主从结构,故也被归入单微处理器结构中。
单微处理器结构的CNC系统由计算机部分(CPU及存储器)、位置控制部分、数据输入/输出等各种接口及外围设备组成。
CNC系统硬件的组成框图可参见图6-3。
(1)计算机部分计算机部分由微处理器CPU及存储器(EPROM、RAM)等组成。
微处理器执行系统程序,首先读取加工程序,对加工程序段进行译码、预处理计算等,然后根据处理后得到的指令,对该加工程序段进行实时插补和对机床进行位置伺服控制;它还将辅助动作指令通过可编程控制器(PLC)发给机床,同时接收由PLC返回的机床各部分信息并予以处理,以决定下一步的操作。
典型数控系统的结构
数控系统是一种精密的自动化控制系统,常用于机床加工中。
典型的数控系统由以下几个组成部分构成:
1. 输入设备
输入设备是数控系统的接口,负责将操作员输入的指令传递给数控系统进行处理。
常见的输入设备有键盘、鼠标、触摸屏等。
通过输入设备,操作员可以输入加工工艺参数、指令代码等信息。
2. 主机控制器
主机控制器是数控系统的核心部分,主要负责解析操作员输入的指令,并将其转化为机床可以执行的控制信号。
主机控制器通常由一台工业级计算机构成,搭载了专门的数控系统软件。
主机控制器通过与输入设备、执行设备的通信,实现对机床各轴的控制。
在控制信号输出之前,主机控制器还会对输入的指令进行加工优化,以提高加工效率和精度。
3. 伺服系统
伺服系统是数控系统中的一个重要部分,它负责将主机控制器输出的控制信号转化为机床各轴的运动。
伺服系统通常由伺服电机、编码器、控制器等组成。
伺服电机是驱动机床实现运动的关键设备,它可以精确控制机床轴的位置、速度和加速度。
编码器则用来反馈轴的实际位置和速度信息给控制器,以便调整控制信号,实现精密的运动控制。
运动系统是机床中的关键部分,它负责实际的加工运动。
运动系统
通常由多个轴组成,每个轴都有相应的伺服电机和传动装置来实现运动。
在数控系统中,常见的轴包括进给轴和主轴。
进给轴负责工件的相
对移动,而主轴则负责工具的转动。
运动系统通过与伺服系统的配合,实现高精度、高速度的加工运动。
5. 显示与通信设备
为了方便操作员的监控与调整,数控系统通常还配备了显示与通信
设备。
显示设备可以显示当前的加工状态、报警信息等;通信设备则
可以与外部设备进行数据交换,如计算机网络、U盘等。
辅助系统是数控系统中的一部分,用于支持机床加工过程中的其他
功能。
常见的辅助系统有冷却系统、润滑系统等。
冷却系统用于冷却
切削工具和加工区域,以防止温度过高导致工具损坏或零件变形;润
滑系统用于给机床各部件提供充分的润滑,以确保机床正常运转。
总之,典型数控系统的结构包括输入设备、主机控制器、伺服系统、运动系统、显示与通信设备和辅助系统。
这些组成部分相互配合,共
同实现机床的精密自动化加工。
数控技术的广泛应用已经极大地提高
了加工效率和加工质量,推动了制造业的发展。