典型的机电系统-数控机床.ppt

1、典型的机电系统 数控机床简介p 数控机床概述p 数控编程 p 数控车床人机界面的操作p 数控仿真技术p 现代加工车间参观一 数控机床概述1 数控机床的产生 20世纪中叶，由于军事工业发展的需要，美国麻省理工学院和帕森斯公司在美空军后勤部的资助下，于1952年3月研制成功了世界上第一台有信息存储和处理功能的新型机床，即数控机床(三坐标立式数控铣床)。它不仅能够提高产品质量、提高生产率、降低生产成本，还能极大地改善生产者的劳动条件。2 数控机床的优势（1）提高加工精度）提高加工精度（2）提高生产效率）提高生产效率（3）减轻了劳动强度，改善了劳动条件）减轻了劳动强度，改善了劳动条件（4）有利于生产管

2、理）有利于生产管理（5）有利于向高级计算机控制与管理方）有利于向高级计算机控制与管理方面发展面发展 3 数控系统的发展数控系统的发展电子管元件电子管元件晶体管和印晶体管和印制电路板制电路板集成电路集成电路小型计算机小型计算机微处理器微处理器第一代数控系统采用电子管元件，体积大、可靠性低、价格高 1958年出现,可靠性有所提高，体积大为缩小 1965年面世,它不仅大大缩小了数控系统的体积，其可靠性也得到了实质性的提高 1970年小型计算机在数控系统中得到了应用，称之为第四代数控系统 计算机应用于数控系统，所以称第四、五代数控系统为计算机数字控制系统，简称CNC系统 4 数控机床的组成数控机床通常

3、由以下几个部分组成：程序载体输入装置数控装置伺服驱动 系统强电控制装置 机床（主运动，进给运动，辅助操作）检测装置 程序载体程序载体对数控机床进行控制，首先必须在人与机床之间建立某种联系，这种联系的中间媒介物称为程序载体(或称控制介质)。程序载体上存储着工件所需要的全部几何信息和工艺信息。输入装置输入装置输入装置的作用是将程序载体上的数控代码信息转换成相应的电脉冲信号传送至数控装置的内存储器。输入装置最早使用光电阅读机，以后大量使用磁记录原理的磁带机和软盘驱动器，随着计算机技术的发掌，网络传输程序已得到大量的应用。数控系统数控系统数控系统是数控机床的关键环节。输入装置送来的电脉冲信号，通过数控

4、系统的逻辑电路或计算机数控系统软件进行译码和寄存。这些指令和数据将作为控制与运算的原始依据。数控系统的控制器接受相应的指令对有关数据进行运算和处理，输出各种信息和指令，控制机床各部分按程序要求实现某一操作。强电控制装置强电控制装置强电控制装置的主要功能是接受数控装置控制可编程控制器(PLC)输出的主轴变速、换向、起动或停止，刀具的选择和更换，分度工作台的转位和锁紧，工件的夹紧或松开，切削液的开或关等辅助操作的信号，经功率放大直接驱动相应的执行元件，诸如接触器、电磁阀等，从而实现数控机床在加工过程中的自动操作。伺服控制系统伺服控制系统伺服控制系统接受来自数控系统的位置控制信息，将其转换成相应坐标

5、轴的进给运动和精确的定位运动。由于伺服控制系统是数控机床的最后控制环节，它的伺服精度和动态响应特性将直接影响数控机床的生产率、加工精度以及表面加工质量。常用的伺服驱动器件有功率步进电动机、直流伺服电动机和交流伺服电动机等。检测装置检测装置在半闭环和闭环伺服控制装置中，使用位置检测装置间接或直接测量执行部件的实际进给位移，并与指令位移进行比较，按闭环原理，将其误差转换放大后控制执行部件的进给运动。常用的位移检测元件有脉冲编码器、旋转变压器、感应同步器、光栅及磁栅等。机床机床数控机床是高精度、高生产率的自动化加工机床。与传统的普通机床相比，数控机床在整体布局、外部造型、主传动系统、进给传动系统、刀

6、具系统、支承系统和排屑系统等方面有很大的差异。这些差异能更好地满足数控技术的要求，并充分适应数控加工的特点。通常对机床的精度、静刚度、动刚度和热刚度等提出了更高的要求，而传动链则要求尽可能的简单。两轴机床数控开环加工开环控制单轴（半）闭环控制系统原理图G GCNC6135CNC6135数控车床数控车床 GCNC6135数控车床采用GSK928数控系统、不抬刀式自动刀架及导轨自动润滑系统、运动平稳、工作可靠、功能丰富、操作方便应用广，适合于盘类、轴类、管接头及锥面、球面的车削加工。GSK928数控采用8位和16位单片机组成的双CPU系统。系统软件设计上采用中英文菜单操作方式。机床坐标系的建立轴的

7、定义轴的定义系统使用X轴,Z轴组成的直角坐标系进行定位和插补运动。X轴为水平面的前后方向，Z轴为水平面的左右方向。(一般都设延主轴方向为Z轴方向)向工件靠近的方向为负方向，离开工件的方向为正方向。前刀座系统的坐标系后刀座系统的坐标系Z轴方向轴方向X轴轴方方向向工件工件卡盘卡盘机械零点 机械零点为安装在车床上的接近开关的位置，本系统要求机械零点安装在X轴和Z轴的正方向的最大行程处。若你的车床上没有安装相应的接近开关，请不要使用本系统提供的有关机械零点的功能。机械零点之前要安装零点减速开关.刀具起点(程序零点)开始执行零件加工程序的位置被定义为加工起点，亦称程序零点(不是指坐标系的0，0点）。坐标

8、定义机械坐标系机械坐标系工件坐标系工件坐标系机械零点机械零点坐标零点坐标零点Z轴X轴？二、数控编程任何零件的车削加工都要进行工艺编制，包括：选择加工机床、刀具，确定加工顺序、进刀量、切削速度等等。加工顺序、进刀量、切削速度等参数的选择直接影响到工件的加工效率、加工精度。轴类零件图零件的标注也要有一个基准，而其它各点是一个相对基准坐标数控加工例程N10 G0 X100 Z200N15 T11 S2 M3N20 G0 X24.5 Z2.0N30 G1 Z-45 F100N40 G0 X25 N50 Z2N60 X24.5N70 G80 X18.5 Z-30 A2 P0.5N80 G0 X16.5N

9、90 G1 Z-13N100 G0 X17N110 Z2N120 X14.5N130 G80 X10.5 Z-9.5 K-3 A3 P3.5N140 G0 X6 Z1N150 G1 X10 Z-1 F50N160 Z-10N170 X14 Z-13N180 Z-15N190 G3 X18 Z-25 R26N200 G1 Z-30N210 G2 X24 Z-33 R6N220 G1 Z-45N230 G28 X100N240 M2例程涉及的G代码简介G0快速定位G1直线切削G2圆弧切削G3圆弧切削G80柱面、锥面粗车循环G28经中间点返回程序零点M2程序结束、停止M3主轴正转T11换刀1号刀1号

10、刀偏S2低速G1直线切削（直线插补）格式：N_ G1 X(U)_ Z(W)_以当前位置为直线的起点，X(U)，Z(W)字段给定的位置为终点进行直线插补。进刀速度为切削进给速度，可用F字段或2号系统参数修改切削速度。G2，G3圆弧切削（圆弧插补）格式：N_ G2或G3 X(U)_ Z(W)_ R_ 或者：N_ G2或G3 X(U)_ Z(W)_ I_ K_G2G3XZX，Z为圆心坐标；R为圆弧半径R0用于小于180度的圆弧，R0用于大于180度的圆弧；I为圆心相对于起点坐标在X上的分量；K为圆心相对于起点的坐标在Z轴上的分量；三、数控机床人机界面及操作机床电源开关机械部分操作旋钮介绍高/低速转换

11、 正/反转转换手动/自动转换 超程解除 数控电源开 紧急停止紧急停止手动脉冲(手轮)指示灯及功能键指示灯：手动方式或自动方式时，按主轴正转键（输入主轴转速）执行主 轴正转功能后，或执行M03功能后该指示灯亮，表示主轴处于正转状态。主轴停止功能键：手动方式或自动方式时；按主轴停止键执行主轴停止功能后，或 执行M05功能后，主轴正转指示灯和主轴反转指示灯不亮，表示主轴处于停止状态。主轴反转指示灯：手动方式或自动方式时，按主轴反转键（输入主轴转速）执行主 轴反转功能后，或执行M04功能后该指示灯亮，表示主轴处于反转状态。冷却、润滑、换刀冷却指示灯：手动方式或自动方式时，按冷却键执行冷却开关功能后，或

12、执行M08，M09功能后该指示灯亮或灭，表明冷却液开（亮）关（灭）状态。键使指示灯亮或灭。亮时表明手脉作用于X轴。Y手脉指示灯：手动方式时，按分手脉键使指示灯亮或灭。亮时系统将显示附加轴Y轴的坐标，手脉作用于Y轴。Z手脉指示灯：手动方式时，按Z手脉键使指示灯亮或灭。亮时表明手脉作用于Z轴。快速指示灯：手动方式时；按快速键则灯在亮灭之问切换。灯亮时则手动的移动速 度为系统的卫号参数（G0 H）设定的快速定位速度。灯不亮时则手动的移动速度为2号参数（G1 F）设定的切削进给速度。在手脉状态下，快速指示灯亮时手脉移动倍数为10倍（手脉转一格对应轴移动10步）：灯不亮时手脉的移动倍数为1倍（手脉转一格

13、对应轴移动l步）。XZZY方向键：编辑的光标移动键。输入数据时键具有回删的功能。上页，下页跳页键：编辑时上下跳页。插入Ins键：编辑时，使编辑在插入和复盖状态下切换。指示灯：有些键有两个意义，按上档Shift键使上档指示灯亮，再按有两个意义的键，则输入的将是有上档意义的键值。而不按上挡键（指示灯不亮），输入的将是无上档意义的键值。按上档Shift键可进行上档状态的切换，上档仅一次有效。其它操作键参数Par键：手动，空运行和自动方式时，用来设置系统的参数。键：手动，空运行，自动和编辑方式，调用命令菜单，以执行相应的功能。键：数据输入的结束键，程序段的结束键，菜单选择时具有退出的功能。键：用于退出

14、菜单选择；退出当前的状态或操作方式。键：使系统返回湖零点或加工程序零点（程序跳位置).并消除系统坐标偏置和刀具偏置。指示灯：亮时表示使驱动电源输出功放给步进或伺服电机；不亮时表示断开功放(输出功放）。接功放Drive键可选择功放的状态，接通功放（从无功放到有功放状态）和断开功放都要连续两次按功放键（避免误动作）；自动运行控制键指示灯：亮表示执行加工程序处于单段状态，即按一次运行键执行一程序段即停下来。不亮时表示连续执行状态，即自动或空运行方式时，按运行键，系统连续执行加工程序，程序段与段之间不停，直至程序结束。按单段Single功能键可进行单段和连续状态的切换；功能键可使跳段在有效和无效状态之

15、间切换。运行与暂停键运行Run键：启动运行加工程序，有时执行某些功能需要按运行键确认才执行。暂停FeedHold键：系统在运行过程中或执行加工程序时，按暂停FeedHold键则进给暂停或程序暂停。手动方式，运动停止。自动方式时，暂停后系统显示E19错误，此时可按运行键继续运行；或按退出ESC键则中断程序的执行，系统调用手动方式以便进行回零等处理（此时从手动方式退出将返回自动方式）。运行Run键和暂停FeedHold键还可外接使用。操作方式及相对量输入本系统以菜单方式进行操作，系统上电复位显示主菜单；主菜单可选择各种操作方式，在各种操作方式下又有回零菜单和命令菜单。命令菜单用来执行对刀，定位等功

16、能。各操作方式下，除使用命令菜单，还可用一些功能键来执行相应的功能。参数设置，手动方式输入带小数的数值（坐标，速度，刀偏值等）时可以输入相对量（或称为增量）：输入数值前按上下跳页键光标前显示字母D时表明将输入相对量，未显示D则将输人实际值。相对量可正可负，当输入相对量时：实际输入值=原值十输入的相对。菜单的使用系统主菜单、操作方式的菜单、回零菜单、命令菜单的操作方法都是相同的。菜单显示后，按数字键17将选择菜单对应的功能；按删除Del，退出Esc；回车Enter 键之一将不执行菜单中的功能。系统主菜单广州数控GSK928TA1手动方式2自动方式3空运行方式4编辑方式5通讯方式6参数设置7车床版本手动方式、手动操作手动 E61I0.00F1000X12.88Z 0.63U 100.00 S1W0.32T10出错号显示在右上角I为当前步长,F为当前速度当前X轴绝对坐标当前Z轴绝对坐标U,W为进入手动后的位移量S为主轴转速 T为刀具号和刀偏号回零Zero回零1X机械零点2Z机械零点3XZ机械零点4程序零点按（回零Zero）键，显示回零菜单：“运行”此时,运行Run键则开始相应的回零处理。命令