A. 数控系统由哪几个部分组成各部分功能是什么
机床数控系统的硬件主要由3部分组成:
一、电源系统
数控机床的控制电源是数控系统硬件的重要组成部分,也是在维修中常常出现问题的部分。数控机床的电源系统有交流与直流两个部分。
(1)交流电源。是控制系统提供能源的器件,也是给伺服驱动提供能源的器件。交流电源上也有各种保护及切换装置;有短路、隔离及失压保护。这个交流电源向伺服系统供电时,一定要注意有晶闸管器件的装置的供电相序,一旦程序接错,有晶闸管器件就失去了同步的关系,造成故障。
(2)直流电源。直流电源作为控制用多为开关稳压电源,有+5V、+24V、±15V等电压,各设备的电压情况不尽相同,例如 CRT上供电电压有的是 24V,有的是交流 110V或 220V。所以,尽可能地看好各端子供电电压的要求。电源非常重要,一旦出错会造成不可弥补的损失。还有是对伺服供电的直流电压,它大多数是经伺服变压器及整流装置所获得的。
(3)电池电源。由于数控装置中有些信息要在机床断电情况下进行保持,因此有一部分RAM区用电池来进行数据保持,这些电池多数是锂电池,寿命长,但电量小。这部分电池也可用普通电池经二极管降压达到所需电压值来代替,但一定要注意寿命。电池必须在通电情况下进行更换,否则数据就会丢失,这一点与常规习惯不同,更换时要注意不产生短路现象。
在电源系统中,还有一个关键的装置,就是控制电压的稳压设备,也时常出现修复问题。
二、控制系统
这里所指的控制系统是指数控装置中信号产生、处理、传输及执行过程所涉及到的单元及各单元的联系手段。
对于数控系统来说,如果有这方面的资料,特别是图纸,那么就好办多了,我们可以认真研读图纸,弄清它的主要电气原理,把一个复杂的系统的大体情况刻划出来,分成各种各样的功能框,然后对每一个功能框的输入、输出信号进行分析,找出各功能框在总体中的地位以及各功能框之间的联系。
大部分数控机床不提供图纸,没有有关硬件的资料,甚至于连芯片的型号也很难查到,在这种情况下维修就十分困难。例如,一个旋转刀库驱动系统有了问题,首先分析故障的可能性,测量驱动板的各部件电压,缩小范围,进行测绘,再分析其工作原理及故障的原因。
伺服系统的维修,比起主板的维修容易些,特别是用模拟量的控制板就更容易。因为大家对伺服系统的原理比较清楚。不论哪个公司的伺服系统,虽然外观不同,但基本模式是相同的,另外这一块的输入输出也是非常清楚的。
最后就是 PLC的修理。 PLC综合信号来自于 NC、外围各种开关信号以及各种逻辑处理器的输出信号。PLC的输出信号用以控制电磁阀、继电器、各种指示器及电机,并把有关的状态反馈给NC。PLC是一个具有相对独立性的独立单元,维修相对方便。
三、独立单元
独立单元是指能够以简单的适配关系与系统中其他部分结合在一起的部分。例如NC系统、外接PLC、伺服单元、电机、转速传感器、光栅系统、脉冲编码器、纸带阅读机、操作面板等。对于一个独立单元应了解它的电源联接,所有输入输出信号线的功能,信号的类型、性质和机床运行中各种状态变化的情况,即掌握其“接口”。就伺服单元而言,它有电源、速度反馈线、设定线、允许信号线、准备完成应答线等等。但是,是伺服系统问题还是其他器件的问题,一个关键参数就是VCMD,VCMD就是NC送来的速度指令信号。在模拟的控制中,它就是一个一10V~+10V的信号,这个信号就是判断伺服系统好坏的一个关键参考点。没有这个信号,伺服就不应该运动。如果有了这个信号,而伺服还不动,就是伺服的问题。当然,在实际维修中并不如此简单,但是基本原理就是这样。所以如何把故障范围缩小下来,这是维修的第一步,也是最最重要的问题。再者,我们判断一个增量编码器是否完好,那就是看一看与脉冲编码器相联的8根线上的信号有没有,都是什么样的波形,波形有多高,负载能力如何。这就可以肯定是不是脉冲编码器的故障。这里顺便提一下,要注意倍频的问题,也就是要注意脉冲编码器出来的频率,如果脉冲编码器出来的频率不对也会测不出准确的尺寸,所以要测一下脉冲频率。
测速发电机的直流电压大小代表转速,所以首先要查一下这个线性关系是否正确,然后就要注意波形情况及干扰情况。测速发电机中的炭刷磨下的粉末,一旦集中在换向器的槽中,就会使测速发电机的绕组出现短路。这样,随着转动电压会产生很大的变动,引起机床的强烈振动
B. 请问数控机床由那几部分组成,各部分的作用是什么
数控机床有由以下部分组成
一、程序编制及程序载体
数控程序是数控机床自动加工零件的工作指令。在对加工零件进行工艺分析的基础上,确定零件坐标系在机床坐标系上的相对位置,即零件在机床上的安装位置;刀具与零件相对运动的尺寸参数;零件加工的工艺路线、切削加工的工艺参数以及辅助装置的动作等。得到零件的所有运动、尺寸、工艺参数等加工信息后,用由文字、数字和符号组成的标准数控代码,按规定的方法和格式,编制零件加工的数控程序单。编制程序的工作可由人工进行;对于形状复杂的零件,则要在专用的编程机或通用计算机上进行自动编程(APT)或CAD/CAM设计。
编好的数控程序,存放在便于输入到数控装置的一种存储载体上,它可以是穿孔纸带、磁带和磁盘等,采用哪一种存储载体,取决于数控装置的设计类型。
二、输入装置
输入装置的作用是将程序载体(信息载体)上的数控代码传递并存入数控系统内。根据控制存储介质的不同,输入装置可以是光电阅读机、磁带机或软盘驱动器等。数控机床加工程序也可通过键盘用手工方式直接输入数控系统;数控加工程序还可由编程计算机用RS232C或采用网络通信方式传送到数控系统中。
零件加工程序输入过程有两种不同的方式:一种是边读入边加工(数控系统内存较小时),另一种是一次将零件加工程序全部读入数控装置内部的存储器,加工时再从内部存储器中逐段逐段调出进行加工。
三、数控装置
数控装置是数控机床的核心。数控装置从内部存储器中取出或接受输入装置送来的一段或几段数控加工程序,经过数控装置的逻辑电路或系统软件进行编译、运算和逻辑处理后,输出各种控制信息和指令,控制机床各部分的工作,使其进行规定的有序运动和动作。
零件的轮廓图形往往由直线、圆弧或其他非圆弧曲线组成,刀具在加工过程中必须按零件形状和尺寸的要求进行运动,即按图形轨迹移动。但输入的零件加工程序只能是各线段轨迹的起点和终点坐标值等数据,不能满足要求,因此要进行轨迹插补,也就是在线段的起点和终点坐标值之间进行“数据点的密化”,求出一系列中间点的坐标值,并向相应坐标输出脉冲信号,控制各坐标轴(即进给运动的各执行元件)的进给速度、进给方向和进给位移量等。
四、驱动装置和位置检测装置
驱动装置接受来自数控装置的指令信息,经功率放大后,严格按照指令信息的要求驱动机床移动部件,以加工出符合图样要求的零件。因此,它的伺服精度和动态响应性能是影响数控机床加工精度、表面质量和生产率的重要因素之一。驱动装置包括控制器(含功率放大器)和执行机构两大部分。目前大都采用直流或交流伺服电动机作为执行机构。
位置检测装置将数控机床各坐标轴的实际位移量检测出来,经反馈系统输入到机床的数控装置之后,数控装置将反馈回来的实际位移量值与设定值进行比较,控制驱动装置按照指令设定值运动。
五、辅助控制装置
辅助控制装置的主要作用是接收数控装置输出的开关量指令信号,经过编译、逻辑判别和运动,再经功率放大后驱动相应的电器,带动机床的机械、液压、气动等辅助装置完成指令规定的开关量动作。这些控制包括主轴运动部件的变速、换向和启停指令,刀具的选择和交换指令,冷却、润滑装置的启动停止,工件和机床部件的松开、夹紧,分度工作台转位分度等开关辅助动作。
由于可编程逻辑控制器(PLC)具有响应快,性能可靠,易于使用、编程和修改程序并可直接启动机床开关等特点,现已广泛用作数控机床的辅助控制装置。
六、机床本体
数控机床的机床本体与传统机床相似,由主轴传动装置、进给传动装置、床身、工作台以及辅助运动装置、液压气动系统、润滑系统、冷却装置等组成。但数控机床在整体布局、外观造型、传动系统、刀具系统的结构以及操作机构等方面都已发生了很大的变化。这种变化的目的是为了满足数控机床的要求和充分发挥数控机床。
C. 计算机数控系统各组成部分的作用是什么
(1)输入装置:一般指微机的输入设备,如键盘。其作用是输入数控系统对生产机械进行自动控制时所必需的各种外部控制信息和加工数据信息。
(2)微机:微机是MNC系统运算和控制的核心。在系统软件指挥下,微机根据输入信息,完成数控插补器和控制器运算,并输出相应的控制和进给信号。若为闭环数控系统,则由位置检测装置输出的反馈信息也送入微机进行处理。
(3)输出装置:一般包括输出缓冲电路、隔离电路、输出信号功率放大器、各种显示设备等。在微机控制下,输出装置一方面显示加工过程中的各有关信息,另一方面向被控生产机械输出各种有关的开关量控制信号(冷却、启、停等),还向伺服机构发出进给脉冲信号等。
(4)伺服机构:一般包括各种伺服元件和功率驱动元件。其功能是将输出装置发出的进给脉冲转换成生产机械相应部件的机械位移(线位移、角位移)运动。
(5)加工机械:即数控系统的控制对象,各种机床、织机等。已有专门为数控装置配套设计的各种机械,如各种数控机床,它们的机械结构与普通机床有较大的区别。
(3)cnc装置各部分的作用扩展阅读
传统的机械加工都是用手工操作普通机床作业的,加工时用手摇动机械刀具切削金属,靠眼睛用卡尺等工具测量产品的精度的。
现代工业早已使用电脑数字化控制的机床进行作业了,数控机床可以按照技术人员事先编好的程序自动对任何产品和零部件直接进行加工了。
这就是说的“数控加工”。数控加工广泛应用在所有机械加工的任何领域,更是模具加工的发展趋势和重要和必要的技术手段。
由于数控机床要按照程序来加工零件,编程人员编制好程序以后,输入到数控装置中来指挥机床工作。程序的输入是通过控制介质来的。
D. 数控铣床由哪些部分组成数控装置的作用是什么
数控铣床由:床身来部分自,铣头部分,工作台部分,横进给部分,升降台部分,冷却、润滑部分。
数控装置:(习惯称为数控系统)是数控机床的中枢,在普通数控机床中一般由输入装置、存储器、控制器、运算器和输出装置组成。 数控装置接收输入介质的信息,并将其代码加以识别、储存、运算,输出相应的指令脉冲以驱动伺服系统,进而控制机床动作。
数控铣床是在一般铣床的基础上发展起来的一种自动加工设备,两者的加工工艺基本相同,结构也有些相似。数控铣床有分为不带刀库和带刀库两大类。其中带刀库的数控铣床又称为加工中心。
E. 什么是CNC装置,由哪些部分组成
计算机数控系统(ComputeNumericalContr01)简称CNC系统,是一种用计算机通过执行其存储器内的程序来实现数控功能,并配有接口电路和伺服驱动装置的专用计算机系统。数控机床在CNC系统的控制下,自动地按给定的加工程序加工出工件。所以,计算机数控系统是一种包含计算机在内的数字控制系统。---专业CNC维修
自1952年出现第一台数控铣床以来,一直采用硬件数控装置对机床进行控制,简称NC装置。经过大约二十年时间,到1971年开始引入了计算机控制。一开始CNC系统中采用小型计算机取代传统的硬件数控(NC),但随着计算机技术的发展,现代数控机床大都采用成本低、功能强和可靠性高的微型计算机,取代小型计算机进行机床数字控制,简称MNC,但是大家习惯上仍称它们是CNC。采用计算机控制和采用微型计算机控制的工作原理基本相同。
CNC系统是一种位置控制系统。其控制过程是根据输入的信息(加工程序),进行数据处理、插补运算,获得理想的运动轨迹信息,然后输出到执行部件,加工出所需要的工件。CNC系统的核心是CNC装置。由于采用了计算机,使CNC装置的性能和可靠性提高,促使CNC系统迅速发展。
主要硬件元部件功能
CNC装置的硬件组成一般有:CPU及总线、存储器、输入设备接口、I/O电路接口、位置控制器、显示设备接口,以及通信网络接口等。下面对主要元部件做一简单介绍。
CPU与总线
1.CPU概述
CPU是CNC装置的核心,具有执行计算的能力和控制能力。CPU主要由控制单元、算术逻辑单元和一些暂存寄存器组成。CPU在CNC装置中工作时,其控制单元从存储器中依次取出组成程序的指令,进行译码后,向CNC装置的各部分按顺序发出执行操作的控制信号;同时接收执行部件发出的反馈信号,与程序中的指令信号比较后,决定下一步应执行的操作。
2.总线
总线是计算机系统内部各独立模块之间传递各种信号的渠道。计算机系统中,各种功能模块通过总线有机地连接起来,通过总线实现相互间的信息传送和通信。
总线通常可以分为片总线、内总线和外总线。
片总线为元件级总线,是组成一个小系统或CPU插件各芯片间的连接总线。片总线包括地址总线、数据总线和控制总线,即所谓三总线结构。
内总线又称系统总线,为板级总线,甩于CNC装置中各插件板之间的连接和通信。如S—100总线、PC总线、Multi总线,STD、IBM—AT、标准总线等。
外总线又称通信总线,它用于系统与系统之间的通信。这类总线有RS—232C、RS—422、IEEE—488等。
实际应用和理论分析证明,STD总线是一种比较好的工业总线,在国际上获得广泛应用,也是国内优选重点发展的工业标准机总线。
STD总线的CPU模板几乎可以包容所有的8位和16位微处理器,如Z80、8080、68—00、8086、8088、80286,以及单片机8031、8098等,并且可以与各种通用的存储器和I/O接口模块匹配。
STD总线的工业接口板可以与控制现场的各种机电设备直接连接,可以驱动各种功率的交流电动机、直流电动机、步进电动机,各种继电器、接触器等。减少了中间环节,不仅降低成本,也提高了系统的可靠性,并且简化了系统设计。
STD总线的显著特点是模块化和高可靠性,可以简要地归纳如下:
(1)板结构,功能单一 STD产品采用小板结构,标准尺寸165mmXll4mm’一块模板通常只有一种功能,用户可以根据需要灵活地组成自己的实用系统。
(2)标准布局,安全可靠 各种模板都是按标准布局设计的,模板上的布局基本是由总线驱动,经过功能模块,连到I/O接口。这种结构设计,具有最短的路径,降低各种信号相互干扰,模块的可靠性提高。
产品配套,功能齐全 STD总线产品在国际上已有近千种模板,有许多家公司供货,可以提供多种STD总线的功能模块。
F. CNC系统主要由哪几部分组成CNC装置主要由哪几部分组成
广义上,CNC系统指数控装置+伺服系统
狭义上,CNC系统就是指数控装置。
目前定义比较模糊。
单纯的数控装置包括程序输入输出部分、译码、预处理、插补、刀补、伺服实时处理、后台处理等等。
G. 数控机床由哪几部分组成各部分的主要功能是什么
数控机床一般由控制介质、数控系统、伺服系统、强电控制柜、机床本回体和各类辅答助装置组成。
1、控制介质:亦称信息载体,是人与数控机床之间联系的中间媒介物质,反映了数控加工中全部信息。
2、数控系统:是机床实现自动加工的核心。主要由输入装置、监视器、主控制系统、可编程控制器、各类输入/输出接口等组成。
3、伺服系统:是数控系统和机床本体之间的电传动联系环节。主要由伺服电动机、驱动控制系统和位置检测与反馈装置等组成。伺服电动机是系统的执行元件,驱动控制系统则是伺服电动机的动力源。
4、强电控制柜:主要用于安装机床强电控制的各种电气元器件,起到桥梁连接作用,控制机床辅助装置的各种交流电动机、液压系统电磁闻或电磁离台器等。
5、机床本体:指其机械结构实体。与传统的普通机床相比,数控机床的整体布局、外观造型、传动机构、工具系统及操作机构等方面都发生了很大的变化。
6、辅助装置:主要包括自动换刃装置、自动交换工作台机构APC 、工件夹紧放松机构、回转工作台、液压控制系统、润滑装置、切削液装置、排屑装置、过载和保护装置等。
H. CNC系统由哪几部分组成各有什么作用
数控系统是所有数控设备的核心。数控系统的主要控制对象是坐标轴的位移(包括移动速度、方向、位置等),其控制信息主要来源于数控加工或运动控制程序。因此,作为数控系统的最基本组成应包括:程序的输入/输出装置、数控装置、伺服驱动这三部分。
1、输入/输出装置
输入/输出装置的作用是进行数控加工或运动控制程序、加工与控制数据、机床参数以及坐标轴位置、检测开关的状态等数据的输入、输出。键盘和显示器是任何数控设备都必备的最基本的输入/输出装置。此外,根据数控系统的不同,还可以配光电阅读机,磁带机或软盘驱动器等。作为外围设备,计算机是目前常用的输入/输出装置之一。
2、数控装置
数控装置是数控系统的核心。它由输入/输出接口线路、控制器、运算器和存储器等部分组成。数控装置的作用是将输入装置输入的数据,通过内部的逻辑电路或控制软件进行编译、运算和处理,并输出各种信息和指令,以控制机床的各部分进行规定的动作。
在这些控制信息和指令中,最基本的是坐标轴的进给速度、进给方向和进给位移量指令。它经插补运算后生成,提供给伺服驱动,经驱动器放大,最终控制坐标轴的位移。它直接决定了刀具或坐标轴的移动轨迹。
此外,根据系统和设备的不同,如:在数控机床上,还可能有主轴的转速、转向和起、停指令;刀具的选择和交换指令:冷却、润滑装置的起、停指令;工件的松开、夹紧指令;工作台的分度等辅助指令。在基本的数控系统中,它们是通过接口,以信号的形式提供给外部辅助控制装置,由辅助控制装置对以上信号进行必要的编译和逻辑运算,放大后驱动相应的执行器件,带动机床机械部件、液压气动等辅助装置完成指令规定的动作。
3、伺服驱动
伺服驱动通常由伺服放大器(亦称驱动器、伺服单元)和执行机构等部分组成。在数控机床上,目前一般都采用交流伺服电动机作为执行机构;在先进的高速加工机床上,已经开始使用直线电动机。另外,在20世纪80年代以前生产的数控机床上,也有采用直流伺服电动机的情况;对于简易数控机床,步进电动机也可以作为执行器件。伺服放大器的形式决定于执行器件,它必须与驱动电动机配套使用。
以上是数控系统最基本的组成部分。随着数控技术的发展和机床性能水平的提高,对系统的功能要求也日益增强,为了满足不同机床的控制要求,保证数控系统的完整性和统一性,并方便用户使用,常用、较为先进的数控系统,一般都带有内部可编程序控制器作为机床的辅助控制装置。此外,在金属切削机床上,主轴驱动装置也可以成为数控系统的一个部分;在闭环数控机床上,测量检测装置也是数控系统必不可少的。对于先进的数控系统,有时甚至采用计算机作为系统的人机界面和数据的管理、输入/输出设备,从而使数控系统的功能更强、性能更完善。
总之,数控系统的组成决定于控制系统的性能和设备的具体控制要求,其配置和组成具有很大的区别,除加工程序的输入/输出装置、数控装置、伺服驱动这三个最基本的组成部分外,还可能有更多的控制装置。
I. CNC装置的主要功能是什么
加工复杂的零件,自动化 专业化
J. 单处理器结构的CNC系统由哪些部分组成各部分能完成什么功能
计算机数控系统(ComputeNumericalContr01)简称CNC系统,是一种用计算机通过执行其存储器内的程序来实现数控功能,并配有接口电路和伺服驱动装置的专用计算机系统。数控机床在CNC系统的控制下,自动地按给定的加工程序加工出工件。所以,计算机数控系统是一种包含计算机在内的数字控制系统。
自1952年出现第一台数控铣床以来,一直采用硬件数控装置对机床进行控制,简称NC装置。经过大约二十年时间,到1971年开始引入了计算机控制。一开始CNC系统中采用小型计算机取代传统的硬件数控(NC),但随着计算机技术的发展,现代数控机床大都采用成本低、功能强和可靠性高的微型计算机,取代小型计算机进行机床数字控制,简称MNC,但是大家习惯上仍称它们是CNC。采用计算机控制和采用微型计算机控制的工作原理基本相同。
CNC系统是一种位置控制系统。其控制过程是根据输入的信息(加工程序),进行数据处理、插补运算,获得理想的运动轨迹信息,然后输出到执行部件,加工出所需要的工件。CNC系统的核心是CNC装置。由于采用了计算机,使CNC装置的性能和可靠性提高,促使CNC系统迅速发展。
主要硬件元部件功能
CNC装置的硬件组成一般有:CPU及总线、存储器、输入设备接口、I/O电路接口、位置控制器、显示设备接口,以及通信网络接口等。下面对主要元部件做一简单介绍。
(一)CPU与总线
1.CPU概述
CPU是CNC装置的核心,具有执行计算的能力和控制能力。CPU主要由控制单元、算术逻辑单元和一些暂存寄存器组成。CPU在CNC装置中工作时,其控制单元从存储器中依次取出组成程序的指令,进行译码后,向CNC装置的各部分按顺序发出执行操作的控制信号;同时接收执行部件发出的反馈信号,与程序中的指令信号比较后,决定下一步应执行的操作。
2.总线
总线是计算机系统内部各独立模块之间传递各种信号的渠道。计算机系统中,各种功能模块通过总线有机地连接起来,通过总线实现相互间的信息传送和通信。
总线通常可以分为片总线、内总线和外总线。
片总线为元件级总线,是组成一个小系统或CPU插件各芯片间的连接总线。片总线包括地址总线、数据总线和控制总线,即所谓三总线结构。
内总线又称系统总线,为板级总线,甩于CNC装置中各插件板之间的连接和通信。如S—100总线、PC总线、Multi总线,STD、IBM—AT、标准总线等。
外总线又称通信总线,它用于系统与系统之间的通信。这类总线有RS—232C、RS—422、IEEE—488等。
实际应用和理论分析证明,STD总线是一种比较好的工业总线,在国际上获得广泛应用,也是国内优选重点发展的工业标准机总线。
STD总线的CPU模板几乎可以包容所有的8位和16位微处理器,如Z80、8080、68—00、8086、8088、80286,以及单片机8031、8098等,并且可以与各种通用的存储器和I/O接口模块匹配。
STD总线的工业接口板可以与控制现场的各种机电设备直接连接,可以驱动各种功率的交流电动机、直流电动机、步进电动机,各种继电器、接触器等。减少了中间环节,不仅降低成本,也提高了系统的可靠性,并且简化了系统设计。
STD总线的显著特点是模块化和高可靠性,可以简要地归纳如下:
(1)板结构,功能单一 STD产品采用小板结构,标准尺寸165mmXll4mm’一块模板通常只有一种功能,用户可以根据需要灵活地组成自己的实用系统。
(2)标准布局,安全可靠 各种模板都是按标准布局设计的,如图3-9。由图可见,模板上的布局基本是由总线驱动,经过功能模块,连到I/O接口。这种结构设计,具有最短的路径,降低各种信号相互干扰,模块的可靠性提高。
产品配套,功能齐全 STD总线产品在国际上已有近千种模板,有许多家公司供货,可以提供多种STD总线的功能模块。
STD总线一共有56根线(插脚) 。