唐山广播电视大学 数控机床 @©⑨0目 中央广播电视大学出版社罗学科主编
唐山广播电视大学 数控机床 中央广播电视大学出版社 罗学科 主 编
第三章数控机床电气控制系统 唐山广播电视大学 目录 数控机床电气控制系统概述 ② 数控系统的功能和特点 Content ③ 数控机床上的可编程控制器 伺服系统
第三章 数控机床电气控制系统 唐山广播电视大学 Content 目 录 1 数控机床电气控制系统概述 2 数控系统的功能和特点 3 数控机床上的可编程控制器 4 伺服系统
第三章数控机床电气控制系统 唐山广播电视大学 学习目标 ◆掌握数控系统的基本组成，了解其工作原理 ◆掌握数控系统的特点和功能，了解典型数控系统 ◆了解数控系统的插补方法 ◆了解数控机床PLC的控制对象、常见类型及与数控系统的连接方式 ◆掌握数控机床对伺服系统的要求 ◆了解伺服电机的选型
唐山广播电视大学 学习目标 ◆掌握数控系统的基本组成，了解其工作原理 ◆掌握数控系统的特点和功能，了解典型数控系统 ◆了解数控系统的插补方法 ◆了解数控机床PLC的控制对象、常见类型及与数控系统的连接方式 ◆掌握数控机床对伺服系统的要求 ◆了解伺服电机的选型 第三章 数控机床电气控制系统
3.1数控机床电气控制系统概述 唐山广播电视大学 数控系统的组成 数字控制 是数控系统核心，数字控制包括了轨迹运 算和位置调节两大主要功能，以及各种相 关的控制，比如加速度控制、刀具参数 逻辑控制 偿、零点偏移、坐标旋转与缩放等。 又叫可编程控制器机床接口或PLC 是用来完成机床的逻辑控制 人机界面 是数控机床操作人员与数控系 统进行信息交换的窗口
3.1 数控机床电气控制系统概述 唐山广播电视大学 数控系统的组成 数字控制 是数控系统核心，数字控制包括了轨迹运 算和位置调节两大主要功能，以及各种相 关的控制，比如加速度控制、刀具参数补 逻辑控制 偿、零点偏移、坐标旋转与缩放等。 又叫可编程控制器机床接口或PLC， 是用来完成机床的逻辑控制 人机界面 是数控机床操作人员与数控系 统进行信息交换的窗口 添加标题
3.2数控系统的功能和特点 唐山广播电视大学 数控系统的特点 灵活性、通用性 较强的环境适应性 iwnu 复杂、高效的数控 高可靠性 ■■■■■■■■ 口回四■四世 白u 完善的输入/输出通道 易于实现机电一体化 目理器
3.2 数控系统的功能和特点 唐山广播电视大学 01 灵活性、通用性 03 复杂、高效的数控 05 完善的输入/输出通道 较强的环境适应性 02 高可靠性 04 易于实现机电一体化 06 数控系统的特点
3.2数控系统的功能和特点 唐山广播电视大学 数控系统的功能 控制功能 进给功能 自诊断功能 人机对话功能 程序编制功能 6 刀具管理功能 准备、辅助功能 8 插补、补偿功能 固定循环加工功能 输入、 输出和通信功能 主轴速度控制功能 点位与连续移动功能
3.2 数控系统的功能和特点 唐山广播电视大学 01 控制功能 03 08 固定循环加工功能 刀具管理功能 02 04 05 数控系统的功能 准备、辅助功能 插补、补偿功能 进给功能 主轴速度控制功能 06 07 09 人机对话功能 程序编制功能 自诊断功能 10 输入、输出和通信功能 11 12 点位与连续移动功能
3.2数控系统的功能和特点 唐山广播电视大学 数控系统的插补原理 1)应用：适用于以步进电机为驱动装 置的开环数控系统。 02 1)应用：适用于交、直流伺服电动机 2)特点：每次插补结束后产生一个行 基准脉冲插补 驱动的闭环（或半闭环）位置采样控制 程增量，并以脉冲的方式输出到坐标轴 OPTON 系统。 上的步进电机。 2)特点：是插补运算分粗插补和精插 3)脉冲当量：单个脉冲使坐标轴产生 补两步进行。这类插补算法都是采用时 的移动量，是脉冲分配的本单位。 间分割的思想，根据程序编制的进给速 般用6来表示。 度，将轮廓曲线分割为采样周期的进给 4)逐点比较插补法：是以折线来逼近 01 段（轮步长），即用直线或圆逼近 轮廓曲线。 直线或圆弧曲线，它与给定的直线或圆 数据采样插补 弧之间的最大误差不超过一个脉冲当量。 OPTON
唐山广播电视大学 基准脉冲插补 数据采样插补 01 OPTION 02 OPTION 1）应用：适用于交、直流伺服电动机 驱动的闭环（或半闭环）位置采样控制 系统。 2）特点：是插补运算分粗插补和精插 补两步进行。这类插补算法都是采用时 间分割的思想，根据程序编制的进给速 度，将轮廓曲线分割为采样周期的进给 段（轮廓步长），即用直线或圆弧逼近 轮廓曲线。 1）应用：适用于以步进电机为驱动装 置的开环数控系统。 2）特点：每次插补结束后产生一个行 程增量，并以脉冲的方式输出到坐标轴 上的步进电机。 3）脉冲当量：单个脉冲使坐标轴产生 的移动量，是脉冲分配的基本单位。一 般用δ来表示。 4）逐点比较插补法：是以折线来逼近 直线或圆弧曲线，它与给定的直线或圆 弧之间的最大误差不超过一个脉冲当量。 3.2 数控系统的功能和特点 数控系统的插补原理
3.3数控机床上的可编程控制器 唐山广播电视大学 PLC的工作原理 数控机床PLC的控制对象 ◆PLC处于CNC和MT之间，对NC侧和MT侧的输入.输出 信号进行处理。 ◆PLC在数控机床中三种配置方式 PLC在机床一侧；PLC在电气控制柜中；PLC在电气控制柜 中，而输入V输出接口在机床一侧。 ◆CNC装置和机床输入/输出信号的处理包括 CNC一机床；机床-CNC 数控机床PLC的形式 ◆数控机床用PLC可分为两类：内装型和独立型， ◆内装型：CNC装置带有的PLC功能。 ◆独立型：独立于CNC装置，具有完备的硬件和嗽件功能，能 够独立完成规定控制任务的装置
唐山广播电视大学 数控机床PLC的控制对象 数控机床PLC的形式 ◆ PLC处于CNC和MT之间，对NC侧和MT侧的输入、输出 信号进行处理。 ◆ PLC在数控机床中三种配置方式： PLC在机床一侧；PLC在电气控制柜中；PLC在电气控制柜 中，而输入/输出接口在机床一侧。 ◆ CNC装置和机床输入/输出信号的处理包括： CNC→机床；机床→CNC ◆ 数控机床用PLC可分为两类：内装型和独立型。 ◆ 内装型：CNC装置带有的PLC功能。 ◆ 独立型：独立于CNC装置，具有完备的硬件和软件功能，能 够独立完成规定控制任务的装置。 PLC的工作原理 3.3 数控机床上的可编程控制器
3.4伺服系统 唐山广播电视大学 作用：伺服系统是把数控信息转化为机床进给运动的执行机构。 具有足够的传动刚性 快速响应并无超调 和高的速度稳定性 03 04 速度范围宽 高精度 02 统进 数 05 01 06 可逆运行 低速、大转矩
唐山广播电视大学 01 02 03 04 05 06 具有足够的传动刚性 和高的速度稳定性 速度范围宽 可逆运行 快速响应并无超调 低速、大转矩 高精度 3.4 伺服系统 数 控 机 床 对 进 给 伺 服 系 统 的 要 求 作用：伺服系统是把数控信息转化为机床进给运动的执行机构
3.4伺服系统 唐山广播电视大学 伺服系统对伺服电机的要求 调速范围宽，运动平稳 负载特性硬 要求 有过载能力 电机应能承受频繁 启动、制动和反转
唐山广播电视大学 要求 调速范围宽，运动平稳 有过载能力 负载特性硬 电机应能承受频繁 启动、制动和反转 伺服系统对伺服电机的要求 3.4 伺服系统