機(jī)床電器與可編程序控制器資源

機(jī)床電器與可編程序控制器資源第1頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五1．介紹一些基本概念：數(shù)控技術(shù)、數(shù)控系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控機(jī)床、加工中心；2．?dāng)?shù)控機(jī)床的五個(gè)重要組成部分；3．?dāng)?shù)控機(jī)床的工作原理；4．?dāng)?shù)控機(jī)床的分類；5．?dāng)?shù)控機(jī)床的特點(diǎn)；6．?dāng)?shù)控機(jī)床的適用范圍。7.數(shù)控加工編程的基礎(chǔ)知識(shí)；手工程序編制的內(nèi)容和步驟；

（以上為兩學(xué)時(shí)）主要教學(xué)內(nèi)容第2頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五9．插補(bǔ)運(yùn)算的方法；10．逐點(diǎn)比較法的四個(gè)主要的步驟；11．直線插補(bǔ)的運(yùn)算過(guò)程，并舉例加以說(shuō)明；12．圓弧插補(bǔ)的運(yùn)算過(guò)程，并舉例加以說(shuō)明；13．在直線和圓弧插補(bǔ)過(guò)程中，涉及其它象限插補(bǔ)運(yùn)算如何處理的問(wèn)題。

（以上為兩學(xué)時(shí)）14．講述數(shù)控機(jī)床常用的位置檢測(cè)裝置的原理及其在伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的作用；15．講述兩種常用的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：鑒幅式與鑒相式；16．講述XH714立式加工中心中與電氣控制有關(guān)的數(shù)控系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、I/O單元、換刀裝置、機(jī)床電源及它們之間的連接方式。

（以上為兩學(xué)時(shí)）主要教學(xué)內(nèi)容（續(xù)）第3頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五1．?dāng)?shù)控機(jī)床的五個(gè)重要組成部分；2．?dāng)?shù)控機(jī)床的工作原理；3．?dāng)?shù)控加工程序編制格式和步驟、數(shù)控車床和銑床的常用編程指令及方法、編程中的一些技巧。4．逐點(diǎn)比較法的四個(gè)主要的步驟；5．重點(diǎn)通過(guò)實(shí)例詳細(xì)介紹直線插補(bǔ)與圓弧插補(bǔ)的整個(gè)計(jì)算過(guò)程。6．重點(diǎn)講述數(shù)控機(jī)床常用的位置檢測(cè)裝置的原理及其在伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的作用以及兩種常用的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：鑒幅式伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與鑒相式伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。教學(xué)重點(diǎn)第4頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五1．機(jī)床坐標(biāo)系及工件（編程）坐標(biāo)系的建立，刀具軌跡求解中的基點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)計(jì)算，數(shù)控車削加工編程工藝等；2．直線插補(bǔ)過(guò)程中各個(gè)公式的推導(dǎo)；3．圓弧插補(bǔ)過(guò)程中各個(gè)公式的推導(dǎo)；4．圓弧插補(bǔ)過(guò)程中順圓、逆圓以及過(guò)象限圓弧的處理問(wèn)題。5．XH714立式加工中心中與電氣控制有關(guān)的數(shù)控系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、I/O單元、換刀裝置、機(jī)床電源及它們之間的連接方式。教學(xué)難點(diǎn)第5頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第一節(jié)機(jī)床數(shù)控技術(shù)的基本概念一、基本概念：1．?dāng)?shù)控技術(shù)：一種自動(dòng)控制技術(shù)，利用數(shù)字化的信息對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)及加工過(guò)程進(jìn)行控制。2．?dāng)?shù)控系統(tǒng)：采用數(shù)控技術(shù)的控制系統(tǒng)。3．計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)：它是一種采用計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)，利用數(shù)控軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)控功能的數(shù)控系統(tǒng)4．?dāng)?shù)控機(jī)床：用數(shù)控技術(shù)實(shí)現(xiàn)加工控制的機(jī)床，稱為數(shù)控機(jī)床。第6頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五注意：數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床的區(qū)別：數(shù)控機(jī)床是按照程序自動(dòng)加工工件，而普通機(jī)床是由人來(lái)操作。數(shù)控加工中只要改變加工程序就能達(dá)到加工不同形狀工件的目的，但編程人員必須把加工過(guò)程中的所有動(dòng)作和信息（如主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度和方向等）按照一定的順序編寫(xiě)在程序中。第7頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五二、數(shù)控機(jī)床的組成：

圖5.1.1數(shù)控機(jī)床的組成框圖第8頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五1．控制介質(zhì)：存儲(chǔ)工件加工程序的媒介物，有穿孔帶、穿孔卡片、磁帶和磁盤(pán)、DNC等。2．輸入裝置：將程序載體中的有關(guān)信息送入數(shù)控裝置。3．?dāng)?shù)控裝置：數(shù)控機(jī)床的核心，包括微型計(jì)算機(jī)(CPU、存儲(chǔ)器、各種I/O接口)、通用輸入輸出外圍設(shè)備（如CRT/LED顯示器、鍵盤(pán)、操作控制面板等）以及相應(yīng)的軟件。4．伺服系統(tǒng)：數(shù)控系統(tǒng)的執(zhí)行部分，接受數(shù)控裝置的指令信息，經(jīng)功率放大后，（光電隔離），嚴(yán)格按照指令信息的要求驅(qū)動(dòng)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部件，完成指令規(guī)定的運(yùn)動(dòng)。5．機(jī)床的機(jī)械部件：主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、進(jìn)給系統(tǒng)、輔助部分以及一些特殊部件（如自動(dòng)換刀裝置ATC等）。第9頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五三、數(shù)控機(jī)床的工作原理

手工編程與加工

第10頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

自動(dòng)編程與加工

第11頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五四、數(shù)控機(jī)床的分類1．按工藝用途分

（1）普通數(shù)控機(jī)床：數(shù)控車、數(shù)控銑第12頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（2）加工中心第13頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

（3）特種加工機(jī)床：線切割機(jī)床第14頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（3）特種加工機(jī)床：點(diǎn)火花成型加工機(jī)床第15頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2、按控制系統(tǒng)的特點(diǎn)（1）點(diǎn)位控制：只要精確的控制刀具相對(duì)工件從一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)到另一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)的定位精度，而與軌跡運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)。主要有數(shù)控鉆床、數(shù)控坐標(biāo)鏜床、數(shù)控沖床和數(shù)控測(cè)量機(jī)等。（2）點(diǎn)位直線控制：不僅要求具有準(zhǔn)確的定位功能，而且要求從一點(diǎn)到另一點(diǎn)按直線運(yùn)動(dòng)進(jìn)行切削加工。如數(shù)控車床、數(shù)控鏜銑床、加工中心等。（3）輪廓切削控制：能夠?qū)蓚€(gè)或兩個(gè)以上的坐標(biāo)軸同時(shí)進(jìn)行切削加工控制，不僅能夠控制機(jī)床移動(dòng)部件的起點(diǎn)與終點(diǎn)坐標(biāo)，而且能按照需要嚴(yán)格控制刀具移動(dòng)的軌跡，以加工任意斜率的直線、圓弧、拋物線及其它函數(shù)關(guān)系的曲線或曲面。第16頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3、按伺服系統(tǒng)的類型（1）開(kāi)環(huán)系統(tǒng)：不帶位置檢測(cè)反饋裝置，CNC發(fā)出的指令信號(hào)流是單向的。一般用功率步進(jìn)電動(dòng)機(jī)作為伺服驅(qū)動(dòng)元件。第17頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（2）閉環(huán)系統(tǒng)：裝有位置檢測(cè)裝置。驅(qū)動(dòng)元件：一般采用交直流伺服電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)元件。第18頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（3）半閉環(huán)系統(tǒng)：反饋信號(hào)取自于電動(dòng)機(jī)軸或絲杠上，而不是機(jī)床的最終運(yùn)動(dòng)部件。第19頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五1．性能特點(diǎn)（1）對(duì)加工對(duì)象的適應(yīng)性強(qiáng)，靈活性好；（2）加工精度高，避免了人為的干擾因素，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定；（3）生產(chǎn)效率高；（4）良好的經(jīng)濟(jì)效率；（5）自動(dòng)化程度高。2．使用特點(diǎn)（1）對(duì)操作、維修人員的要求高。（2）對(duì)夾具和刀具的要求。夾具：?jiǎn)渭a(chǎn)，通用夾具；批量生產(chǎn)，專用夾具。刀具：較高的精度、壽命合計(jì)和尺寸穩(wěn)定；可實(shí)現(xiàn)機(jī)外預(yù)調(diào)、快速換刀；很好的控制切屑的折斷、卷曲和排出；冷卻性能好。五、數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)第20頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五六、數(shù)控機(jī)床的適用范圍（1）多品種小批量生產(chǎn)的工件；（2）形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工件；（3）頻繁改型的工件；（4）價(jià)值昂貴的關(guān)鍵工件；（5）急需工件；（6）批量較大且精度要求高的工件。第21頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第二節(jié)數(shù)控機(jī)床程序編制

一、數(shù)控編程的內(nèi)容和步驟1．內(nèi)容:程序編制的過(guò)程是把工件加工所需的數(shù)據(jù)和信息（如工件的材料、形狀、尺寸、精度、加工路線、切削用量、數(shù)值計(jì)算數(shù)據(jù)等）按數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定的格式和代碼，編寫(xiě)程序。之后通過(guò)輸入裝置把程序輸入到數(shù)控裝置中，由數(shù)控裝置控制數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工。第22頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2．步驟數(shù)控編程的步驟

第23頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五二、數(shù)控機(jī)床程序編制的方法1．手工編程對(duì)于一些形狀簡(jiǎn)單的工件，軌跡坐標(biāo)計(jì)算容易，數(shù)控程序短，在程序編制的過(guò)程中從工件的圖樣分析、工藝過(guò)程的確定、數(shù)值計(jì)算到編寫(xiě)加工程序單等全過(guò)程一般都由人工完成，這樣既經(jīng)濟(jì)又及時(shí)。2．自動(dòng)編程對(duì)一些形狀復(fù)雜的非圓曲線、空間曲面、列表曲面等，編程需經(jīng)過(guò)復(fù)雜的計(jì)算，手工編程就顯得十分繁瑣，且容易出錯(cuò)，在這種情況下常需采用自動(dòng)編程來(lái)完成，即編程的大部分或全部工作都是由計(jì)算機(jī)來(lái)完成。目前圖形編程軟件很多，如北航海爾的制造工程師V2、MasterCAM、UG和Ideas、Pro/E等軟件在國(guó)內(nèi)模具加工等數(shù)控加工領(lǐng)域中都有應(yīng)用。第24頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五三、數(shù)控編程的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定和代碼1．兩種編程標(biāo)準(zhǔn)

ISO(InternationalStandardOrganization)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織標(biāo)準(zhǔn)；

EIA(ElectronicIndustriesAssociation)美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合我國(guó)國(guó)情，并根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)制定了

JB3050-82、JB3051-82、JB3208-83等標(biāo)準(zhǔn)，分別對(duì)編碼字符、機(jī)床坐標(biāo)及運(yùn)動(dòng)方向和功能代碼等作了規(guī)定。第25頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2、程序結(jié)構(gòu)和程序段格式（1）程序結(jié)構(gòu)一個(gè)完整的程序由程序號(hào)、程序的內(nèi)容和程序結(jié)束三部分組成，下面就以CK6028車床上加工階梯軸的加工程序?yàn)槔?具體說(shuō)明程序結(jié)構(gòu)、程序代碼的樣式與含義：第26頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（2）程序段格式程序段的格式是指程序段書(shū)寫(xiě)規(guī)則，它包括機(jī)床所要求執(zhí)行的功能和運(yùn)動(dòng)所需要的所有幾何數(shù)據(jù)和工藝數(shù)據(jù)。一個(gè)零件的加工程序由若干以段號(hào)大小次序排列的程序段組成，每個(gè)程序段由以下幾部分組成：N程序段號(hào)G準(zhǔn)備功能X、Y、Z坐標(biāo)或增量值F進(jìn)給速度M輔助功能S主軸轉(zhuǎn)速T刀具號(hào)從車床實(shí)例可看出：程序段由若干程序字組成，其中程序字包括由英文字母表示的地址符和跟隨其后的數(shù)字、字符組成。第27頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五**G指令又稱G功能指令、準(zhǔn)備功能指令、G功能、G代碼。主要是指定數(shù)控機(jī)床的加工方式，為數(shù)控裝置的插補(bǔ)運(yùn)算、刀補(bǔ)運(yùn)算、固定循環(huán)等做好準(zhǔn)備，如加工平面的選擇、刀具的補(bǔ)償、插補(bǔ)方式的選擇等任務(wù)。G指令由字母G和其后跟兩位數(shù)字組成，即從G00到G99共100種。**M指令又稱輔助功能指令、M功能、M代碼。主要是控制機(jī)床或系統(tǒng)的輔助功能動(dòng)作。如切削液的開(kāi)關(guān)、主軸的正反轉(zhuǎn)、程序的結(jié)束等功能。M指令由字母M和其后的兩位數(shù)字組成，即從M00到M99共100種。第28頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五**F、S、T功能利用字母F、S、T指令后面跟一個(gè)數(shù)值，分別指定進(jìn)給速度、主軸轉(zhuǎn)速和所用刀具與刀具補(bǔ)償號(hào)，在一個(gè)程序段中，F(xiàn)、S、T均只能有一個(gè)，并將接受的代碼信息傳送給機(jī)床。F功能也稱進(jìn)給功能，數(shù)控系統(tǒng)不同，F(xiàn)功能的表示方法也不同，用字母F后面跟一位、二位、三位、四位或五位數(shù)字表示，如跟兩位時(shí)的表示方式即為F××，其數(shù)值有的代表具體的進(jìn)給數(shù)值，有的代表某種進(jìn)給速度的編碼號(hào)。單位一般為mm/min，當(dāng)進(jìn)給速度與主軸轉(zhuǎn)速有關(guān)時(shí)（如車削螺紋）單位為mm/r。第29頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3、坐標(biāo)系（1）坐標(biāo)系規(guī)定我國(guó)制定了JB3051-82。規(guī)定直線運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)軸由X、Y、Z表示，圍繞X、Y、Z軸旋轉(zhuǎn)的圓周進(jìn)給坐標(biāo)軸分別用A、B、C表示。對(duì)坐標(biāo)軸和運(yùn)動(dòng)方向命名的內(nèi)容和原則是：標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系各軸之間的關(guān)系：在機(jī)床上建立一標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系，也稱機(jī)床坐標(biāo)系，其中坐標(biāo)系中的X、Y、Z軸的關(guān)系用右手迪卡兒原則確定。大拇指指向X軸的正方向，食指指向Y軸的正方向，則中指指向?yàn)閆軸的正方向。A、B、C的方向由右手螺旋法確定。（2）絕對(duì)坐標(biāo)和增量坐標(biāo)：

絕對(duì)坐標(biāo)：刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的坐標(biāo)值均以某一固定原點(diǎn)而標(biāo)準(zhǔn)的坐標(biāo)，用X、Y、Z表示；

增量坐標(biāo)：運(yùn)動(dòng)軌跡的坐標(biāo)值是以相對(duì)于前一位置來(lái)計(jì)算的，用U、V、W表示（各種不同的系統(tǒng)不盡相同）。第30頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五四、編程實(shí)例加工工件圖樣第31頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第32頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五逐點(diǎn)比較法脈沖增量插補(bǔ)法數(shù)字積分法、比較積分法數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)法

第三節(jié)插補(bǔ)原理一、插補(bǔ)的定義二、常用的插補(bǔ)方法數(shù)控機(jī)床加工的零件，其外形往往由復(fù)雜的曲面組成，這就要求數(shù)控裝置根據(jù)控制指令和數(shù)據(jù)，一邊計(jì)算，一邊根據(jù)計(jì)算結(jié)果向各個(gè)坐標(biāo)方向分配進(jìn)給脈沖，從而控制刀具相對(duì)于工件表面的運(yùn)動(dòng)軌跡，把工件加工成所要求的形狀和尺寸。數(shù)控裝置所進(jìn)行的這種計(jì)算就叫插補(bǔ)運(yùn)算。第33頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五三、逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)原理通過(guò)比較刀具與加工零件輪廓曲線的相對(duì)位置，確定刀具的運(yùn)動(dòng)方向，即每走一步都要將加工瞬時(shí)坐標(biāo)同規(guī)定的零件輪廓相比較。每進(jìn)給一步都要經(jīng)過(guò)四個(gè)工作節(jié)拍：偏差判別、坐標(biāo)進(jìn)給、新偏差計(jì)算、終點(diǎn)判別。第34頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（1）偏差判別判別刀具當(dāng)前位置相對(duì)于給定輪廓的偏離情況，以此決定刀具移動(dòng)方向。（2）坐標(biāo)進(jìn)給根據(jù)偏差判別結(jié)果，控制刀具相對(duì)于工件輪廓進(jìn)給一步，即向給定的輪廓靠攏，減少偏差。（3）新偏差計(jì)算由于刀具進(jìn)給已改變了位置，因此應(yīng)計(jì)算出刀具當(dāng)前位置的新偏差，為下一次判別作準(zhǔn)備。（4）終點(diǎn)判別判別刀具是否已到達(dá)被加工輪廓線段的終點(diǎn)。若已到達(dá)終點(diǎn)，則停止插補(bǔ)，否則繼續(xù)。第35頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五四、直線插補(bǔ)1．直線插補(bǔ)原理A)偏差判別

從上圖可看出，只要比較動(dòng)點(diǎn)所連直線與X軸夾角和OE與X軸夾角的大小，即兩角度的正切值就可判斷出刀具下一步應(yīng)沿X或Y運(yùn)動(dòng)及其方向，由此推出偏差判別函數(shù)：第36頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五B)坐標(biāo)進(jìn)給進(jìn)給方向由偏差判別的結(jié)果決定，即F>=0，沿X正方向進(jìn)給一步；F<0，沿Y正方向進(jìn)給一步。C)新偏差計(jì)算起始點(diǎn)F=0，通過(guò)遞推運(yùn)算可得新偏差計(jì)算公式如下：F>=0，沿X正方向進(jìn)給一步：F<0，沿Y正方向進(jìn)給一步：

D)終點(diǎn)判別終點(diǎn)判別可采用兩種方法：終點(diǎn)坐標(biāo)法，即將動(dòng)點(diǎn)作標(biāo)與終點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行比較，判斷兩者是否相等；總步長(zhǎng)法，即首先求得總步長(zhǎng)，每進(jìn)給一步從總步長(zhǎng)中減1，直至為0。第37頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2．直線插補(bǔ)軟件流程圖

逐點(diǎn)比較法第一象限直線插補(bǔ)軟件流程圖第38頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3．直線插補(bǔ)實(shí)例例：設(shè)欲加工第一象限直線OE，終點(diǎn)坐標(biāo)為xe=3，ye=5，用逐點(diǎn)比較法加工直線OE。解：總步數(shù)n=3+5=8；開(kāi)始時(shí)刀具在直線起點(diǎn)，既在直線上，故Fo=0，其插補(bǔ)運(yùn)算過(guò)程如下表所示，插補(bǔ)軌跡見(jiàn)右圖。第39頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第40頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五五、圓弧插補(bǔ)1．圓弧插補(bǔ)原理偏差判別函數(shù)及進(jìn)給令偏差判別函數(shù)為：，應(yīng)進(jìn)給，新偏差為

，應(yīng)進(jìn)給，新偏差為

B）終點(diǎn)判別圓弧的終點(diǎn)坐標(biāo)判別與直線插補(bǔ)相同。第41頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2．圓弧插補(bǔ)軟件流程圖逐點(diǎn)比較法第一象限逆圓軟件流程圖

第42頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3．圓弧插補(bǔ)實(shí)例例：設(shè)AB為第一象限逆圓弧，起點(diǎn)為A（5，0），終點(diǎn)為B（0，5），用逐點(diǎn)比較法加工圓弧AB。解：n=|5–0|+|0–5|=10開(kāi)始加工時(shí)刀具在起點(diǎn)，即在圓弧上，F(xiàn)o=0。加工運(yùn)算過(guò)程見(jiàn)表5-4，插補(bǔ)軌跡見(jiàn)右圖第43頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第44頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五六、象限處理與坐標(biāo)變換直線插補(bǔ)的象限處理直線插補(bǔ)四個(gè)象限進(jìn)給方向

第45頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五四象限直線插補(bǔ)軟件流程圖如下圖所示：第46頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2．圓弧插補(bǔ)的象限處理前面介紹的圓弧插補(bǔ)公式也只適合于第一象限的逆圓弧，若想處理其他象限的圓弧，需進(jìn)行以下進(jìn)給方向的處理。圓弧插補(bǔ)四個(gè)象限進(jìn)給方向

第47頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五四象限圓弧插補(bǔ)軟件流程圖如圖所示：第48頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

第四節(jié)數(shù)控機(jī)床的位置檢測(cè)裝置及伺服系統(tǒng)一、數(shù)控機(jī)床的位置檢測(cè)裝置1．位置檢測(cè)裝置的作用測(cè)出工作機(jī)構(gòu)的實(shí)際位置，并將實(shí)際位置輸入計(jì)算機(jī)，以便和預(yù)先給定的理想位置相比較。2．?dāng)?shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)對(duì)位置檢測(cè)元件的要求（1）高的可靠性和抗干擾能力；（2）在機(jī)床執(zhí)行部件移動(dòng)范圍內(nèi)，能滿足精度與速度要求；（3）使用維護(hù)方便，能適應(yīng)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的工作環(huán)境；（4）成本低、壽命長(zhǎng)；（5）便于與數(shù)控系統(tǒng)相連。第49頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3．位置檢測(cè)元件常用的位置檢測(cè)元件包括旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器、光柵、光電盤(pán)、編碼盤(pán)等。（1）旋轉(zhuǎn)變壓器①旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)變壓器是一種測(cè)量角位移的檢測(cè)元件，其結(jié)構(gòu)類似與小型交流電動(dòng)機(jī)，由定子和轉(zhuǎn)子組成。如下圖所示：第50頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五②工作原理旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理與普通變壓器基本相似，定子繞組作為變壓器的一次側(cè)接受勵(lì)磁電壓，轉(zhuǎn)子繞組作為變壓器的二次側(cè)，通過(guò)電磁耦合得到感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。一、二次繞組之間隨著轉(zhuǎn)子的角位移發(fā)生相對(duì)位置變化，因此其輸出電壓的大小也隨之變化。③工作方式旋轉(zhuǎn)變壓器的工作方式通常為鑒相和鑒幅兩種。鑒相工作方式是通過(guò)旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子繞組輸出電壓的相位確定被測(cè)角位移。鑒幅工作方式是通過(guò)旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子繞組輸出電壓的幅值確定被測(cè)角位移第51頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（2）光柵它是測(cè)量數(shù)控機(jī)床工作臺(tái)位移的光電檢測(cè)元件，主要由光源、聚光鏡、主光柵、指示光柵和光敏元件組成，如圖所示：光柵標(biāo)尺檢測(cè)位移

第52頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（3）磁柵它是測(cè)量直線位移的一種數(shù)字式傳感器，按結(jié)構(gòu)可分為直線磁柵和圓磁柵，分別用于直線位移和角度位移的測(cè)量。（4）脈沖編碼器它是一種光學(xué)式位置檢測(cè)元件，編碼盤(pán)直接裝在旋轉(zhuǎn)軸上，以測(cè)出軸的旋轉(zhuǎn)角度和速度變化，其輸出信號(hào)為電脈沖。第53頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五二、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)1．伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的作用完成機(jī)床移動(dòng)部件（如工作臺(tái)、主軸或刀具進(jìn)給等）的位置和速度檢測(cè)。2．伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的分類伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通?？煞譃殚_(kāi)環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)。開(kāi)環(huán)系統(tǒng)通常使用步進(jìn)電機(jī)，而閉環(huán)通常使用直流伺服電機(jī)或交流伺服電機(jī)。按比較方式的不同，伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)又可分為鑒相式伺服系統(tǒng)和鑒幅式伺服系統(tǒng)第54頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3．鑒相式伺服系統(tǒng)鑒相式伺服系統(tǒng)是采用相位比較方法實(shí)現(xiàn)位置閉環(huán)及半閉環(huán)控制的伺服系統(tǒng)，其框圖如下所示：鑒相式伺服系統(tǒng)框圖第55頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五當(dāng)以旋轉(zhuǎn)變壓器為測(cè)量元件組成的半閉環(huán)伺服系統(tǒng)如下圖所示：第56頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五4．鑒幅式伺服系統(tǒng)鑒幅式伺服系統(tǒng)是以位置測(cè)量信號(hào)的幅值大小來(lái)反映機(jī)械位移的數(shù)值，并以此作為位置反饋信號(hào)與指令信號(hào)進(jìn)行比較構(gòu)成的閉環(huán)控制系統(tǒng)。其原理方框圖如下圖所示：鑒幅式伺服系統(tǒng)框圖

第57頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

第五節(jié)XH714立式加工中心電氣控制一、XH714立式加工中心的結(jié)構(gòu)1．XH714立式加工中心介紹XH714立式加工中心是一種中小規(guī)格、高效通用的數(shù)控機(jī)床。該機(jī)床設(shè)有可容納20把刀具的自動(dòng)換刀系統(tǒng)，并配有三菱MELDAS50數(shù)控系統(tǒng)，通過(guò)編程，在一次裝夾中可自動(dòng)完成銑、鏜、鉆、絞、攻螺紋等多種工序的加工。若選用數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)四軸控制。第58頁(yè)，共70頁(yè)，