广州奇芯-一文带你了解数控技术、数控机床（下）-奇芯机器人,广州奇芯机器人技术有限公司

2023-02-20 15:10:06

广州奇芯-一文带你了解数控技术、数控机床（下）-奇芯机器人

接上篇，让广州奇芯带着各位数控系统从业者、机床加工从业者一同继续分享回味数控技术与数控机床。

三.NC.CNC.SV与PLC的概念

NC（CNC）.SV与PLC（PC.PMC）它是数控设备中最常用的英文缩写，在实际使用中，在不同的场合有不同的含义。

NC（CNC）NC与CNC分别是数控（NumericalControl）与计算机数控

（ComputerizedNumericalControl）常用的英文缩写。由于现代数控采用计算机控制，因此，可以认为，NC和CNC其含义完全相同。在工程应用中，根据不同的使用场合，NC（CNC）通常有三种不同的含义∶广义上代表控制技术-数控技术；狭义上代表控制系统的物理-数控系统；此外，它还可以代表特定的控制装置-数控装置。

SVSV是伺服驱动（ServoDrive，简称伺服)的常用英文缩写。JIS标准规定的术语是标准规定的术语“物体的位置.方向.状态作为控制量，跟踪目标值的任何变化”。简而言之，它是一种能自动跟随目标位置等物理量的控制装置。

在数控机床中，伺服驱动主要有两个方面∶一是使坐标轴按数控装置给定的速度运行，二是使坐标轴按数控装置给定的位置定位。

伺服驱动的控制对象通常是机床坐标轴的位移和速度；执行机构是伺服或；控制输入指令信号和放大功率的部分通常被称为伺服放大器（也被称为驱动器）.放大器.伺服单元等。)，是伺服驱动的核心。

伺服驱动不仅可以与数控装置配套使用，还可以与系统单独作为位置（速度），因此通常称为伺服系统。在早期的数控系统中，位置控制部分一般与CNC伺服驱动只进行速度控制，因此，伺服驱动又称速度控制单元。

PLCPC可编程序控制器（ProgrammableController）英文缩写。随着个人计算机的日益普及，为了避免和个人计算机(又称个人计算机)在一起PC）混淆，现在可编程序控制器一般称为可编程序逻辑控制器（ProgrammalbeLogicController——PLC）或可编程机床控制器（ProgrammableMachineController——PMC）。因此，在数控机床上，PC.PLC.PMC具有完全相同的含义。

PLC具有响应快.性能可靠.使用方便.编程调试方便，可直接驱动部分机床和电器，广泛用作数控设备的辅助控制装置。目前，大多数数控系统都有内部PLC，用于处理数控机床的辅助指令，大大简化了机床的辅助控制装置。此外，在许多场合，通过许多场合，通过PLC轴控制模块.定位模块等特殊功能模块也可以直接使用PLC，实现点位控制.直线控制和简单的轮廓控制，形成数控专用机床或数控生产线。

四.数控机床的组成和加工原理

1.数控机床的基本组成

数控机床是最典型的数控设备。为了了解数控机床的基本组成，首先需要分析数控机床加工零件的工作过程。在数控机床上，为了加工零件，可以采取以下步骤∶

根据加工零件的图案和工艺方案，使用规定的代码和程序格式，刀具的移动轨迹.加工过程.工艺参数.编写数控系统可识别的指令形式，即编写加工程序。

将加工程序输入数控装置。

数控装置对输入的程序(代码)进行翻译.计算处理，并向各坐标轴的伺服驱动装置和辅助功能控制装置发出相应的控制信号，以控制机床各部件的运动。

在运动过程中，数控系统需要随时检测机床坐标轴的位置.行程开关的状态等。，并与程序的要求进行比较，以确定下一步，直到合格的零件被加工。

操作人员可随时加工机床.观察工作状态.必要时还需要调整机床动作和加工程序，以确保机床安全.可靠运行。

可见，作为数控机床的基本组成部分，它应该包括∶输入/输出装置.数控装置.伺服驱动和反馈装置.辅助控制装置和机床本体。

数控机床的组成

目前数控系统大多采用计算机数控(即计算机数控)CNC），图中的输入/输出装置.数控装置.由伺服驱动和反馈装置组成的机床数控系统已在上述作用中描述。下面简要介绍其他组成部分。

测量反馈装置是闭环（半闭环）数控机床的检测环节，其作用是通过现代测量元件∶脉冲编码器.旋转变压器.感应同步器.光栅.磁尺、激光测量仪等执行元件(如.检测刀架或工作台的实际位移速度和位移，反馈给伺服驱动装置或数控装置，补偿进给速度或执行机构的运动误差，提高运动机构的精度。检测装置的安装.检测信号反馈的位置取决于数控系统的结构形式，伺服内部脉冲编码器.测速机和直线光栅是常用的检测部件。

由于先进的伺服采用数字伺服驱动技术（称为数字伺服），伺服驱动和数控装置一般采用总线连接；反馈信号在大多数情况下与伺服驱动连接，并通过总线传输到数控装置。只有在少数场合或模拟量控制伺服驱动（通常称为模拟伺服）时，反馈装置才需要与数控装置直接连接。

辅助控制机构.进给传动机构介于数控装置和机床机械中.液压部件之间的控制部件。其主要功能是接受数控装置输出的主轴转速.转向和启停指令；刀具选择交换；冷却；.润滑装置启停指令；松开工件和机床部件.夹紧工作台转位等辅助指令信号，以及机床上检测开关的状态等信号，编译.逻辑判断.放大功率后，直接驱动相应的执行元件，驱动机床机械部件.液压气动等辅助装置完成指令规定的动作。它通常由指令规定。PLC和强电控制电路，PLC在结构上可以和CNC集成(内置PLC），也可以相对独立(外置式)PLC）。

机床本体是数控机床的机械结构件，也是主传动系统.进给传动系统.床身.工作台、辅助运动装置.液压气动系统.润滑系统.冷却装置.排屑.保护系统和其他部分。但为满足数控要求，充分发挥机床性能，在整体布局上.外观造型.传动系统结构.刀具系统和操作性能发生了很大的变化。机床机械部件包括床身.箱体.立柱.导轨.工作台.主轴.进给机构.刀具交换机构等。

2.数控加工原理

在传统的金属切割机床上，操作员需要根据图纸的要求不断改变刀具的运动轨迹和速度，切割工件，最终加工合格的零件。

数控机床加工的本质是应用“微分”原理。

数控装置根据加工程序要求的刀具轨迹，根据机床对应的坐标轴，以最小移动量（脉冲当量）微分，计算每个坐标轴的脉冲数。

数控装置“插补”软件或“插补”运算器，使用所需轨迹进行操作“最小移动单位”拟合单位等效折线，找出最接近理论轨迹的拟合折线。

根据拟合折线的轨迹，数控装置不断将相应的坐标轴分配到脉冲中，机床坐标轴通过伺服驱动按分配的脉冲运动。

由上可见∶首先，只要数控机床的最小运动量（脉冲当量）足够小，拟合折线就可以等效地取代理论曲线。其次，只要改变坐标轴的脉冲分配方式，就可以改变拟合折线的形状，从而达到改变加工轨迹的目的。第三，只要改变脉冲分配的频率，就可以改变坐标轴（刀具）的运动速度。这实现了数控机床控制刀具运动轨迹的根本目的。

根据上述给定的数学函数，在理想轨迹（轮廓）的已知点之间，通过数据点的密化，确定了一些中间点的方法，称为插入式可同时参与插补的坐标轴数称为联动轴数。显然，当数控机床的联动轴数越多时，机床加工轮廓的性能就越强。因此，联动轴的数量是衡量数控机床性能的重要技术指标。

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