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數控系統的優(yōu)點(diǎn)及功能
摘 要:數控系統(簡(jiǎn)稱(chēng)CNC),在現代化工業(yè)中的用處越來(lái)越得到各界的重視,其特點(diǎn)和功能也十分的龐大,本文從幾個(gè)方面著(zhù)重介紹了這一系統的優(yōu)點(diǎn)及功能。
關(guān)鍵詞:數控系統 優(yōu)點(diǎn) 功能
中圖分類(lèi)號:TP273.5 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2011)03-0023-02
1、數控系統的靈活性和通用性
CNC裝置的功能大多由軟件實(shí)現,且軟硬件采用模塊化的結構,使系統功能的修改、擴充變得較為靈活。CNC裝置其基本配置部分是通用的,不同的數控機床僅配置相應的特定的功能模塊,以實(shí)現特定的控制功能。
1.1 數控功能豐富
(1)插補功能:二次曲線(xiàn)、樣條、空間曲面插補。(2)補償功能:運動(dòng)精度補償、隨機誤差補償、非線(xiàn)性誤差補償等。(3)人機對話(huà)功能:加工的動(dòng)、靜態(tài)跟蹤顯示,高級人機對話(huà)窗口。(4)編程功能:G代碼、籃圖編程、部分自動(dòng)編程功能。
1.2 可靠性高
CNC裝置采用集成度高的電子元件、芯片、采用VLSI本身就是可靠性的保證。 許多功能由軟件實(shí)現,使硬件的數量減少。 豐富的故障診斷及保護功能(大多由軟件實(shí)現),從而可使系統的故障發(fā)生的頻率和發(fā)生故障后的修復時(shí)間降低。
1.3 使用維護方便
(1)操作使用方便:用戶(hù)只需根據菜單的提示,便可進(jìn)行正確操作。(2)編程方便:具有多種編程的功能、程序自動(dòng)校驗和模擬仿真功能。(3)維護維修方便:部分日常維護工作自動(dòng)進(jìn)行(潤滑,關(guān)鍵部件的定期檢查等),數控機床的自診斷功能,可迅速實(shí)現故障準確定位。
1.4 易于實(shí)現機電一體化
數控系統控制柜的體積小(采用計算機,硬件數量減少;電子元件的集成度越來(lái)越高,硬件的不斷減小),使其與機床在物理上結合在一起成為可能,減少占地面積,方便操作。
2、數控系統裝置的功能
從外部特征來(lái)看,CNC裝置是由硬件(通用硬件和專(zhuān)用硬件)和軟件(專(zhuān)用)兩大部分組成。CNC裝置的功能包括基本功能和輔助功能。
2.1 數控系統的基本功能
數控系統基本配置的功能,即必備的功能。插補功能、控制功能、準備功能、進(jìn)給功能、刀具功能、主軸功能、輔助功能、字符顯示功能。
2.2 數控系統的輔助功能
用戶(hù)可以根據實(shí)際要求選擇的功能。補償功能、固定循環(huán)功能、圖形顯示功能、通信功能、人機對話(huà)編程功能。
(1)控制功能;CNC能控制和能聯(lián)動(dòng)控制的進(jìn)給軸數。CNC的控制進(jìn)給軸有:移動(dòng)軸和回轉軸;基本軸和附加軸。如,數控車(chē)床至少需要兩軸聯(lián)動(dòng),在具有多刀架的車(chē)床上則需要兩軸以上的控制軸。數控鏜銑床、加工中心等需要有3根或3根以上的控制軸。聯(lián)動(dòng)控制軸數越多,CNC系統就越復雜,編程也越困難。
(2)準備功能;即G功能:指令機床動(dòng)作方式的功能。
(3)插補功能和固定循環(huán)功能;所謂插補功能是數控系統實(shí)現零件輪廓(平面或空間)加工軌跡運算的功能。一般CNC系統僅具有直線(xiàn)和圓弧插補,而現在較為高檔的數控系統還備有拋物線(xiàn)、橢圓、極坐標、正弦線(xiàn)、螺旋線(xiàn)以及樣條曲線(xiàn)插補等功能。在數控力口工過(guò)程中,有些加工工序如鉆孔、攻絲、鏜孔、深孔鉆削和切螺紋等,所需完成的動(dòng)作循環(huán)十分典型,而且多次重復進(jìn)行,數控系統事先將這些典型的固定循環(huán)用C代碼進(jìn)行定義,在加工時(shí)可直接使用這類(lèi)C代碼完成這些典型的動(dòng)作循環(huán),可大大簡(jiǎn)化編程工作。
(4)進(jìn)給功能;數控系統的進(jìn)給速度的控制功能,主要有以下三種:第一、進(jìn)給速度:控制刀具相對工件的運動(dòng)速度,單位為mm/min;第二、同步進(jìn)給速度:實(shí)現切削速度和進(jìn)給速度的同步,單位為mm/r,用于加工螺紋;第三、進(jìn)給倍率(進(jìn)給修調率):人工實(shí)時(shí)修調進(jìn)給速度。即通過(guò)面板的倍率波段開(kāi)關(guān)在 0%-200%之間對預先設定的進(jìn)給速度實(shí)現實(shí)時(shí)修調。
(5) 主軸功能;數控裝置的主軸的控制功能,主要有以下幾種:第一、切削速度(主軸轉速):刀具切削點(diǎn)切削速度的控制功能,單位為m/min(r/min)。第二、恒線(xiàn)速度控制:刀具切削點(diǎn)的切削速度為恒速控制的功能。如端面車(chē)削的恒速控制。第三、主軸定向控制:主軸周向定位控制于特定位置的功能。第四、C軸控制:主軸周向任意位置控制的功能。第五、切削倍率(主軸修調率):人工實(shí)時(shí)修調切削速度。即通過(guò)面板的倍率波段開(kāi)關(guān)在0%-200%之間對預先設定的主軸速度實(shí)現實(shí)時(shí)修調。
(6)輔助功能;即M功能:用于指令機床輔助操作的功能。
(7)刀具管理功能;實(shí)現對刀具幾何尺寸&刀具壽命的管理功能。
(8)補償功能;第一、刀具半徑和長(cháng)度補償功能:該功能按零件輪廓編制的程序去控制刀具中心的軌跡,以及在刀具磨損或更換時(shí)(刀具半徑和長(cháng)度變化),可對刀具半徑或長(cháng)度作相應的補償。該功能由G指令實(shí)現。第二、傳動(dòng)鏈誤差:包括螺距誤差補償和反向間隙誤差補償功能,即事先測量出螺距誤差和反向間隙,并按要求輸入到CNC裝置相應的儲存單元內,在坐標軸運行時(shí),對螺距誤差進(jìn)行補償;在坐標軸反向時(shí),對反向間隙進(jìn)行補償。第三、智能補償功能:對諸如機床幾何誤差造成的綜合加工誤差、熱變形引起的誤差、靜態(tài)彈性變形誤差以及由刀具磨損所帶來(lái)的加工誤差等,都可采用現代先進(jìn)的人工智能、專(zhuān)家系統等技術(shù)建立模型,利用模型實(shí)施在線(xiàn)智能補償,這是數控技術(shù)正在研究開(kāi)發(fā)的技術(shù)。
(9)人機對話(huà)功能;在CNC裝置中配有單色或彩色CRT,通過(guò)軟件可實(shí)現字符和圖形的顯示,以方便用戶(hù)的操作和使用。在CNC裝置中這類(lèi)功能有:菜單結構的操作界面;零件加工程序的編輯環(huán)境;系統和機床參數、狀態(tài)、故障信息的顯示、查詢(xún)或修改畫(huà)面等。
(10)自診斷功能;一般的CNC裝置或多或少都具有自診斷功能,尤其是現代的CNC裝置,這些自診斷功能主要是用軟件來(lái)實(shí)現的。具有此功能的CNC裝置可以在故障出現后迅速查明故障的類(lèi)型及部位,便于及時(shí)排除故障,減少故障停機時(shí)間。
通常不同的CNC裝置所設置的診斷程序不同,可以包含在系統程序之中,在系統運行過(guò)程中進(jìn)行檢查,也可以作為服務(wù)性程序,在系統運行前或故障停機后進(jìn)行診斷,查找故障的部位,有的CNC裝置可以進(jìn)行遠程通信診斷。
(11)通信功能;CNC裝置與外界進(jìn)行信息和數據交換的功能。通常CNC裝置都具有RS232C接口,可與上級計算機進(jìn)行通信,傳送零件加工程序,有的還備有DNC接口,以利實(shí)現直接數控,更高檔的系統還可與MAP(制造自動(dòng)化協(xié)議)相連,以適應FMS、CIMS、IMS等大制造系統集成的要求。
通過(guò)以上的介紹不難看出,CNC這一系統優(yōu)點(diǎn)十分的明顯,功能上也可以滿(mǎn)足生產(chǎn)的各個(gè)方面需要,很值得我們去不斷的深入研究和探索。
參考文獻
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