數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、 TDNC150數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)輸入輸出裝置的主要作用是輸入程序和數(shù)據(jù)、打印和顯示。數(shù)控機(jī)床是嚴(yán)格按照外部輸入的加工程序完成自動加工的。加工程序是用字母、數(shù)字和其他編碼指令表示的程序，是按零件加工順序記載機(jī)床加工所需的各種信息，它包括零件加工的軌跡(如幾何尺寸、幾何形狀等)、工藝信息(如進(jìn)給速度、主軸轉(zhuǎn)速等)及開關(guān)命令(如換刀、冷卻液開或關(guān)等)。加工程序常常記錄在各種信息載體上，這些載體可以是穿7L帶、磁帶、磁盤等。輸入裝置是將程序載體上的數(shù)控代碼轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電脈沖信息，傳送并存人數(shù)控裝置內(nèi)。輸出裝置顯示輸入的內(nèi)容及數(shù)控工作狀態(tài)等信息，監(jiān)控?cái)?shù)控系統(tǒng)的運(yùn)行。1主傳動系統(tǒng)：為了獲得高精度就必須要有

2、高穩(wěn)定性，高精確度，采用無極變速，減少傳動機(jī)構(gòu)；用交流伺服主軸電機(jī)，通過具有高精度，減震性能的同步齒形帶帶動主軸運(yùn)動。2進(jìn)給傳動系統(tǒng)：為了滿足進(jìn)給運(yùn)動時，被加工工件的最終位置的精確度和輪廓精度，此進(jìn)給傳動系統(tǒng)必須具備高傳動精度，高靈敏度和搞穩(wěn)定性，所以橫向、縱向進(jìn)給采用性能優(yōu)良的交流伺服電動機(jī)直接驅(qū)動。主運(yùn)動變速采用變頻器來調(diào)速，實(shí)現(xiàn)無級變速。3傳動元件選用滾珠絲杠螺母副。此元件具有傳動效率高，傳動靈敏，摩擦力小且不易產(chǎn)生滑行，壽命較長，又有可逆性，軸向精度較高，施加預(yù)緊力后，可消除軸向間隙，反向時無空行程。4導(dǎo)軌副選用滾動直線導(dǎo)軌副。它具有一定承載能力，剛性好且有良良好導(dǎo)向精度。5刀架選用制

3、動回轉(zhuǎn)刀架。6電機(jī)與絲杠的聯(lián)接方式采用聯(lián)軸器聯(lián)接，此聯(lián)接方式既有較大的扭轉(zhuǎn)剛度，而且能補(bǔ)償因同軸度及垂直誤差引起的干涉現(xiàn)象，能過簡化結(jié)果，減少噪音，消除傳動間隙，減少中間環(huán)節(jié)帶來的傳動誤差，提高傳動剛度控制電路如圖所示BK系列機(jī)床控制變壓器(以下簡稱變壓器)在BK系列控制變壓器基礎(chǔ)上，我公司技術(shù)研發(fā)部門經(jīng)過多年來進(jìn)一步吸收國內(nèi)外同類產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)，采用先進(jìn)工藝和嚴(yán)謹(jǐn)設(shè)計(jì)進(jìn)行制造，并優(yōu)選國外先進(jìn)方法的接線端子，具有性能優(yōu)良、工作可靠、耗能低、體積小、接線安全，適用性廣等特點(diǎn)，是一種理想的變壓電源。適用于5060Hz，額定電壓不超過1000V的交流 電路中，作為機(jī)床和機(jī)械設(shè)備的控制電源，工作

4、照明及信號燈電源；也可作為小型動力電源使用。BK變壓器按結(jié)構(gòu)可分為殼式，按安裝方式可分為立式BK150變壓器是用來控制接觸器和電磁閥的 線圈電壓為220V用途及概況RDK（BK）系列控制變壓器是在國內(nèi)BK系列控制變壓器基礎(chǔ)上，經(jīng)過多年來進(jìn)一步吸收國內(nèi)外同類產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)，采用先進(jìn)工藝和嚴(yán)謹(jǐn)設(shè)計(jì)進(jìn)行制造，并優(yōu)選國外先進(jìn)方法的接線端子，具有性能優(yōu)良、工作可靠、很低、體積小、接線安全、適用性廣等特點(diǎn)，是一種理想的變壓電源。本公司RBK變壓器獲國家專利產(chǎn)品稱號。RDK（BK）系列控制變壓器（以下簡稱變壓器），適用于5060Hz，額定電源電壓不超過1000V的交流電路中，作為機(jī)床和機(jī)械設(shè)備的控制電源，工作照

5、明及信號燈電源；也可作為小型動力電源作用。二、工作環(huán)境使用條件1、海拔高度不超過2000m；2、最高環(huán)境溫度為+40，最高月平均氣溫不大于+30，年平均氣溫不大于+20；3、空氣相對濕度不大于95%；4、環(huán)境空氣中,不含有腐蝕金屬和破壞絕緣的有害氣體或塵埃;使用中,不得使變壓器受到水、雨、雪的侵蝕；5、電源電壓波形近似于正弦波。注意事項(xiàng)：1、購買前，先估算好您所用的電器總?cè)萘?，并選用有相當(dāng)容量的變壓器，確保瞬時起動時不燒壞變壓器。2、本變壓器嚴(yán)格按國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)生產(chǎn)。當(dāng)您使用多繞組（多控制電壓）的變壓器時，容量應(yīng)按電壓比相應(yīng)增加變壓器容量，以免燒壞變壓器。3、安裝前，應(yīng)仔細(xì)校核銘牌所列各項(xiàng)數(shù)

6、據(jù)是否符合您的要求，確認(rèn)無誤后，方可安裝使用。4、通電工作后，變壓器鐵心和線圈將發(fā)熱（但溫升不超過80）屬正?，F(xiàn)象，若溫升超過80，甚至冒煙，則應(yīng)切斷電源開關(guān)，重新檢查您所用的電器容量。5、在運(yùn)輸中，應(yīng)盡可能避免碰撞，切勿受潮，使用時，請注意維護(hù)，以保護(hù)變壓器使用壽命這是數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)的核心。其余各部分都由該裝置發(fā)出指令，并根據(jù)接收各部分的反饋信號，按照情況發(fā)出新的指令。目前，數(shù)控裝置采用的是數(shù)字計(jì)算機(jī)，數(shù)控軟件是一種特殊的操作系統(tǒng)，是用于機(jī)床實(shí)時控制的操作系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)的特性主要表現(xiàn)在軟件的不同可編程序接口 該部分用來實(shí)現(xiàn)機(jī)床的強(qiáng)電控制，也就是執(zhí)行數(shù)控裝置發(fā)出的T功能(選刀與換刀

7、)和(輔助)功能。步進(jìn)電機(jī)參數(shù)用來實(shí)現(xiàn)機(jī)床的啟動和停止的機(jī)構(gòu)，本設(shè)計(jì)中采用直接開停電動機(jī)來實(shí)現(xiàn)主軸的啟動和停止。特征與用途外徑60，厚度25，電源電壓5V。分辨率有25P/R,50P/R,50P/R,100P/R等可選，輸出信號為A、B兩相。滾針與齒輪結(jié)合定位，轉(zhuǎn)動手感好，齒輪經(jīng)久耐用，抗干擾能力強(qiáng)，可長距離傳輸。多種輸出電路可選（L驅(qū)動器輸出，E電壓輸出），出線方式為接線端子后出。適用于數(shù)控機(jī)床、印刷機(jī)械零位補(bǔ)正和信號分割等行業(yè)。超薄型設(shè)計(jì)，適用于手動操作的數(shù)控機(jī)床。分辨率有25P/R、50P/R與100P/R。薄型、體輕、手感極佳。有多種電子輸出方式供選用。NC設(shè)備中可長期可靠運(yùn)行。輸出信

8、號為A、B相。用于數(shù)控機(jī)床零位補(bǔ)正和信號分割。一:增量型旋轉(zhuǎn)編碼器，AB兩相或ABZ三相。通過旋轉(zhuǎn)的光柵盤和光耦產(chǎn)生可識別方向的計(jì)數(shù)脈沖信號。400P/R-400脈沖每轉(zhuǎn)。DC5-24V供電。最大機(jī)械轉(zhuǎn)速6000轉(zhuǎn)/分，響應(yīng)頻率：0-20KHz；二:編碼器主體尺寸：38×35.5mm；軸6×13mm；軸外止動平臺為：高5mm，20mm；固定空為：三個3mm螺絲孔成120度分布或六個3MM螺絲孔成60度分布，到圓心距離為14mm；三 :AB兩相輸出矩形正交脈沖，電路輸出為NPN集電極開路輸出型，此種輸出類型可以和帶內(nèi)部上拉電阻的單片機(jī)或者PLC直接相連，如51單片機(jī)或者三菱P

9、LC（PLC的輸入方式應(yīng)為開關(guān)接到0V起作用），注意：如果編碼器不接到設(shè)備上無法直接示波器示波（集電極開路輸出在沒有上拉電阻的時候，是沒有電壓輸出的）如要示波請?jiān)贏B兩相輸出上加上兩個上拉電阻；四:用于測量物體的旋轉(zhuǎn)速度、角度、加速度及長度測量。五: 適用于各種位移變化測量的智能控制、全自動定長自動鍘皮機(jī)、鋼筋定長裁剪控制器、民用的測身高人體秤、大學(xué)生比賽用機(jī)器人等。六 : 具有體積小、重量輕，安裝方便，性價比極高的顯著優(yōu)點(diǎn)。七 :A相，B相，Vcc正電源，V0地，屏蔽線。接線顏色產(chǎn)品銘牌上有明確標(biāo)注。八：AB兩相輸出一定不要直接接VCC，否則，會燒輸出三極管。增量旋轉(zhuǎn)編碼器選型有哪些注意事項(xiàng)

10、？ 應(yīng)注意三方面的參數(shù)：1 械安裝尺寸，包括定位止口，軸徑，安裝孔位；電纜出線方式；安裝空間體積；工作環(huán)境防護(hù)等級是否滿足要求。2 分辨率，即編碼器工作時每圈輸出的脈沖數(shù)，是否滿足設(shè)計(jì)使用精度要求。3電氣接口，編碼器輸出方式常見有推拉輸出(F型HTL格式)，電壓輸出(E)，集電極開路(C，常見C為NPN型管輸出，C2為PNP型管輸出)，長線驅(qū)動器輸出。其輸出方式應(yīng)和其控制系統(tǒng)的接口電路相匹配。如何使用增量編碼器？ 1，增量型旋轉(zhuǎn)編碼器有分辨率的差異，使用每圈產(chǎn)生的脈沖數(shù)來計(jì)量，數(shù)目從6到5400或更高，脈沖數(shù)越多，分辨率越高；這是選型的重要依據(jù)之一。2，增量型編碼器通常有三

11、路信號輸出(差分有六路信號)：A,B和Z，一般采用TTL電平，A脈沖在前，B脈沖在后，A,B脈沖相差90度，每圈發(fā)出一個Z脈沖，可作為參考機(jī)械零位。一般利用A超前B或B超前A進(jìn)行判向，我公司增量型編碼器定義為軸端看編碼器順時針旋轉(zhuǎn)為正轉(zhuǎn)，A超前B為90°，反之逆時針旋轉(zhuǎn)為反轉(zhuǎn)B超前A為90°。也有不相同的，要看產(chǎn)品說明。3，使用PLC采集數(shù)據(jù)，可選用高速計(jì)數(shù)模塊；使用工控機(jī)采集數(shù)據(jù)，可選用高速計(jì)數(shù)板卡；使用單片機(jī)采集數(shù)據(jù)，建議選用帶光電耦合器的輸入端口。4，建議B脈沖做順向(前向)脈沖，A脈沖做逆向(后向)脈沖，Z原點(diǎn)零位脈沖。5，在電子裝置中設(shè)立計(jì)數(shù)棧。接觸器是指供電中利

12、用線圈流過電流產(chǎn)生磁場，使觸頭閉合，以達(dá)到控制負(fù)載的電器。接觸器是一種用來接通或斷開帶負(fù)載的交直流主電路或大容量控制電路的自動化切換器，主要控制對象是電動機(jī)，此外也用于其他電力負(fù)載，如電熱器，電焊機(jī)，照明設(shè)備，接觸器不僅能接通和切斷電路，而且還具有低電壓釋放保護(hù)作用。接觸器控制容量大。適用于頻繁操作和遠(yuǎn)距離控制Autonics PS17-5DN （奧托尼克斯）接近開關(guān)！接近開關(guān)是最常用的無接觸檢測的解決方案。最常用的接近傳感器是電感型的，即通過電磁波，來感應(yīng)經(jīng)過傳感器檢測面附近的金屬物體；在實(shí)際應(yīng)用中，這是一種針對于一到二英寸金屬物體檢測的非常簡單的應(yīng)用技術(shù)。AUTONICS(奧托尼克斯) 全

13、系列產(chǎn)品，型號齊全，價格低：高速計(jì)數(shù)器、光纖傳感器、轉(zhuǎn)速表、線速表、光電開關(guān)、接近開關(guān)、計(jì)時器、PID溫控器、電壓表、電流表，光電傳感器，微型光電傳感器，連接器、反射板，光纖，旋轉(zhuǎn)編碼器（絕對型）（增量型），LCD計(jì)數(shù)器，數(shù)顯計(jì)時/計(jì)數(shù)器，預(yù)算計(jì)數(shù)器，模擬計(jì)時器，數(shù)顯計(jì)時器，LCD計(jì)時器，插頭，插座，LCD轉(zhuǎn)速表，線速度表，顯示單元，面板表，多用面板表等.AUTONICS奧托尼克斯接近開關(guān)型號伺服系統(tǒng) 伺服驅(qū)動系統(tǒng)分為開環(huán)、半閉環(huán)、閉環(huán)驅(qū)動。該系統(tǒng)采用半閉環(huán)控制，這類伺服系統(tǒng)的位置檢測點(diǎn)是從驅(qū)動電機(jī)（常用交直流伺服電機(jī)）或絲杠端引出，通過檢測電機(jī)和絲杠旋轉(zhuǎn)角度來間接檢測工作臺的位移量

14、，而不是直接檢測工作臺的實(shí)際位置。由于在半閉環(huán)環(huán)路內(nèi)不包括或只包括少量機(jī)械傳動環(huán)節(jié)，因此可獲得穩(wěn)定的控制性能，其系統(tǒng)的穩(wěn)定性雖不如開環(huán)系統(tǒng)，但比閉環(huán)要好。另外，由于在位置環(huán)內(nèi)各組成環(huán)節(jié)的誤差可得到某種程度的糾正，而位置環(huán)外的各環(huán)節(jié)如絲杠的螺距誤差、齒輪間隙引起的運(yùn)動誤差均難以消除。因此，其精度比開環(huán)要好，比閉環(huán)要差。但可對這類誤差進(jìn)行補(bǔ)償，因而仍可獲得滿意的精度。半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)試方便、精度也較高。 TDNC-1500數(shù)控車床可以采用交直流伺服驅(qū)動系統(tǒng)。直流電機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、對其他設(shè)備易產(chǎn)生干擾。這些問題的存在，限制了直流伺服系統(tǒng)在高精度、高性能要求伺服驅(qū)動場合的應(yīng)用。

15、針對直流電動機(jī)的缺點(diǎn)，人們一直在努力尋求以交流伺服電動機(jī)取代具有機(jī)械換向器和電刷的直流伺服電動機(jī)的方法，以滿足各種應(yīng)用領(lǐng)域，尤其是高精度、高性能伺服驅(qū)動領(lǐng)域的需要。交流伺服系統(tǒng)除了具有穩(wěn)定性好、快速性好、精度高的特點(diǎn)外，與直流伺服電機(jī)系統(tǒng)相比有一系列優(yōu)點(diǎn)：交流電機(jī)不存在換向器圓周調(diào)速限制，也不存在電樞元件中電抗電勢數(shù)值限制，其轉(zhuǎn)速限制可以設(shè)計(jì)得比相同功率的直流電機(jī)高；調(diào)速范圍寬，目前大多數(shù)的交流伺服電機(jī)的變速比可以達(dá)到1:5000，高性能的伺服電機(jī)的變速比已達(dá)1:10000以上。滿足數(shù)控機(jī)床傳動調(diào)速范圍寬、靜差率小的要求；矩頻特性好，交流電機(jī)為恒力矩輸出，即在其額定轉(zhuǎn)速以內(nèi)輸出額定轉(zhuǎn)矩，在額定

16、轉(zhuǎn)速以上為恒功率輸出。并且具有轉(zhuǎn)矩過載能力，可克服慣性負(fù)載在啟動瞬間的慣性力矩。滿足機(jī)床伺服系統(tǒng)輸出轉(zhuǎn)矩大、動態(tài)相應(yīng)好、定位精度高的要求。綜上所述選擇交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)PLC在數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用，通常有兩種形式：一種稱為內(nèi)裝式；一種稱為獨(dú)立式。 內(nèi)裝式PLC也稱集成式PLC，采用這種方式的數(shù)控系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)之初就將NC和PLC結(jié)合起來考慮，NC和PLC之間的信號傳遞是在內(nèi)部總線的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，因而有較高的較高交換速度和較寬的信息通道。它們可以共用一個CPU也可以是單獨(dú)的CPU這種結(jié)構(gòu)從軟硬件整體上考慮, PLC 和NC 之間沒有多余的導(dǎo)線連接, 增加了

17、系統(tǒng)的可靠性, 而且NC 和PLC 之間易實(shí)現(xiàn)許多高級功能。PLC 中的信息也能通過CNC 的顯示器顯示, 這種方式對于系統(tǒng)的使用具有較大的優(yōu)勢。數(shù)控系統(tǒng)一般都采用這種形式的PLC。PLC在數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用，通常有兩種形式：一種稱為內(nèi)裝式；一種稱為獨(dú)立式。 內(nèi)裝式PLC也稱集成式PLC，采用這種方式的數(shù)控系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)之初就將NC和PLC結(jié)合起來考慮，NC和PLC之間的信號傳遞是在內(nèi)部總線的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，因而有較高的較高交換速度和較寬的信息通道。它們可以共用一個CPU也可以是單獨(dú)的CPU這種結(jié)構(gòu)從軟硬件整體上考慮, P

18、LC 和NC 之間沒有多余的導(dǎo)線連接, 增加了系統(tǒng)的可靠性, 而且NC 和PLC 之間易實(shí)現(xiàn)許多高級功能。PLC 中的信息也能通過CNC 的顯示器顯示, 這種方式對于系統(tǒng)的使用具有較大的優(yōu)勢。數(shù)控系統(tǒng)一般都采用這種形式的PLC。進(jìn)給驅(qū)動 自80年代以來，隨著電子電力等各項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展，特別是現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，在矢量控制算法方面的突破，原來一直困擾著交流電動機(jī)的問題得以解決，交流伺服發(fā)展地越來越快。交流伺服系統(tǒng)除了具有穩(wěn)定性好、快速性好、精度高的特點(diǎn)外，與直流伺服電機(jī)系統(tǒng)相比有一系列優(yōu)點(diǎn):交流電機(jī)不存在換向器圓周調(diào)速限制，也不存在電樞元件中電抗電勢數(shù)值限制，其轉(zhuǎn)速限制可以設(shè)計(jì)得比相同功率的直流電機(jī)高；調(diào)速范圍寬，目前大多數(shù)的交流伺服電機(jī)的