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cNC裝置的工作原理

日期：2010年06月03　來源：沈陽機床（集團）　關鍵字：cnc機床
cNC裝置的工作原理
  cNc裝置在其硬件環(huán)境支持下，按照系統(tǒng)監(jiān)控軟件的控制邏輯．對輸人、譯碼、刀具補償、速度規(guī)劃、插補運算、位置控制、L／O接口處理、顯示和診斷等方面進行控制。cNc裝置的主要工作包括以下內(nèi)容。
    (1)輸入。輸人cNc裝置的有零件程序、控制參數(shù)和補償量等數(shù)據(jù)。輸人的形式有光電閱讀機輸人、鍵盤輸入、磁盤輸入、連接上級計算機的DNC接口輸人、網(wǎng)絡輸人。從cNC裝置的工作方式看，有存儲器輸人工作方式和MDI(M皿ud DirectInput，手工直接輸人)工作方式。cNc裝置在輸入過程中通常還要完成無效碼刪除、代碼校驗和代碼轉(zhuǎn)換等工作。
    (2)譯碼。不論系統(tǒng)工作在MDI方式還是存儲器輸入方式下，都是將零件程序以一個程序段為單位進行處理的，把其中的各種零件輪廓信息(如起點、終點、直線或圓弧等)、加工速度信息(F代碼)和其他輔助信息(M、s、T代碼等)按照一定的語法規(guī)則解釋成計算機能夠識別的數(shù)據(jù)形式，并以一定的數(shù)據(jù)格式存放在指定的內(nèi)存專用單元。在譯碼的過程中．還完成對程序段的語法檢查，發(fā)現(xiàn)語法錯誤便立即報警。
    (3)插補。插補的任務是在一條給定起點和終點的曲線上進行“數(shù)據(jù)點的密化”(擬合)。插補程序在每個插補周期運行一次，在每個插補周期內(nèi)，根據(jù)指令進給速度計算出一個微小的直線數(shù)據(jù)段。通常，經(jīng)過若干次插補周期后，插補加工完一個程序段軌跡，即完成從程序段起點到終點的“數(shù)據(jù)點密化”工作。
    (4)進給速度處理。編程所給的刀具移動速度，是在各坐標的合成方向上的速度。速度處理首先要做的工作是根據(jù)合成速度來計算各運動坐標的分速度。在有些cNc裝置中，對于機床允許的最低速度和最高速度的限制、軟件的自動加減速等也在這里處理。
    (5)刀具補償。刀具補償包括刀具長度補償和刀具半徑補償。通常，cNc裝置的零件程序以零件輪廓軌跡編程，刀具補償作用是把零件輪廓軌跡轉(zhuǎn)換成刀具中心軌跡。目前，在比較好的cNc裝置中，刀具補償還包括程序段之間的自動轉(zhuǎn)接和過切削判別，就是所謂的c刀具補償。
    (6)位置控制。位置控制處在伺服回路的位置環(huán)上，這部分工作可以由軟件實現(xiàn)，也可以由硬件完成。它的主要任務是在每個采樣周期內(nèi)，將理論位置與實際反饋位置相比較，用其差值去控制伺服電機。在位置控制中，通常還要完成位置回路的增益調(diào)整、各坐標方向的螺距誤差補償和反向間隙補償，以提高機床的定位精度。
    (7)顯示。cNc裝置的顯示主要是為操作者提供方便，通常用于零件程序的顯示、參數(shù)顯示、刀具位置顯示、機床狀態(tài)顯示、報警顯示等。有些cNc裝置中還有刀具加工軌跡的靜態(tài)和動態(tài)圖形顯示。
    (8)L，O處理。主要處理cNc裝置面板開關信號、機床電氣信號的輸入、輸出和控制(如換刀、換擋、冷卻等)。
    (9)診斷。現(xiàn)代cNc裝置都具有聯(lián)機和脫機診斷的能力。聯(lián)機診斷是指cNc裝置中的自診斷程序，隨時檢查不正確的事件。脫機診斷是指系統(tǒng)運轉(zhuǎn)條件下的診斷，cNc裝置配備有各種脫機診斷程序，以檢查存儲器、外圍設備(cRT、閱讀機、穿孔機)、L，O接口等。脫機診斷指采用遠程通信方式，即所謂的遠程診斷，把用戶的cNc通過網(wǎng)絡與遠程通信診斷中心的計算機相連，對cNc裝置進行診斷、故障定位和修復。
 cNc裝置的硬件結(jié)構(gòu)
  cNc裝置是在硬件支持下，通過系統(tǒng)軟件控制進行工作的，其控制功能在相當程度上取決于硬件結(jié)構(gòu)。硬件結(jié)構(gòu)根據(jù)控制功能的復雜程度，可分別采用單處理器結(jié)構(gòu)和多處理器結(jié)構(gòu)。
  數(shù)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)，按cNc裝置中各電路板的插接方式，可分為大板式結(jié)構(gòu)和功能模塊式結(jié)構(gòu)；按微處理器的個數(shù)，可分為單微處理器結(jié)構(gòu)和多微處理器結(jié)構(gòu)；按硬件的制造方式，可分為專用型結(jié)構(gòu)和個人計算機式結(jié)構(gòu)；按cNc裝置的開放程度，可分為封閉式結(jié)構(gòu)、Pc嵌入Nc式結(jié)構(gòu)、Nc嵌入Pc式結(jié)構(gòu)和軟件型開放式結(jié)構(gòu)。

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