數控系統(Numerical Controller System)是數控機床的大腦。
對于一般數控機床而言,往往包含人機控制界面、數控系統、伺服驅動裝置、機床、檢測裝置等等,操作人員在一些計算機輔助制造軟件的幫助下,將加工過程所需的各種操作(如主軸變速等步驟以及工件的形狀尺寸)用零件程序代碼表示,并通過人及控制界面輸入到數控機床,之后由數控系統對這些信息進行處理和運算,并按零件程序的要求控制伺服電機,實現刀具與工件的相對運動,以完成零件的加工。
數控編程步驟(內容):
分析加工工件圖-運動軌跡坐標計算-編寫加工程序單-制作控制介質-運行調試程序
數控機床對于坐標系的規定:
在確定機床坐標軸時,一般先確定Z軸在確定X、Y軸、最后確定其它軸,Z軸的方向是由傳遞切削力的主軸確定的,與主軸軸線平行的坐標軸即為Z軸,如果機床沒有主軸則Z軸垂直于工件裝夾面,同時規定刀具遠離工件的方向為Z軸的正方向。
數控系統完成諸多信息的存儲和處理的工作,并將信息的處理結果以控制信號的形式傳給后續的伺服電機,這些控制信號的工作效果依賴于兩大核心技術:一個是曲線曲面的插補運算,一個是機床多軸的運動控制。
簡單的運動軌跡可以用解析式表達,則整個運動就可以分解為幾個坐標的獨立運動的合成運動。
在實際制造過程中很多零件的形狀可以說既不圓、也不方,甚至都不知道是什么形狀,例如汽車、輪船、飛機、模具、藝術品等產品常遇到不能用解析式描述的曲線曲面,要切出這類的形狀,刀具和工件之間的相對運動也相應地十分復雜。要完成這類的運動,就需要依靠插補運算。
所謂插補,就是按照一定方法確定數控機床上刀具的運動軌跡的過程。根據給定的速度和軌跡,在軌跡的已知點之間,增加一些新的中間點,并控制工件臺和刀具通過這些中間點,進而就能完成整個運動。
而這些中間點之間,則通過線段、圓弧或者樣條曲線等來連接。相當于用數段微小的線段和圓弧去逼近要求的曲線和曲面。
流行的插補算法包括逐點比較法、數字增量法等,而利用Nurbs樣條曲線進行插補因為其效率高、精度好而得到了高端數控機床的青睞。
我們所處的三維空間的相對運動只包含六個自由度(3個平動自由度以及3個轉動自由度),五坐標聯動就是使數控機床在具有空間上x、y、z三個方向的平動自由度外,又增加了兩個方向的轉動的自由度,再加上刀具本身的用于切削的轉動自由度,這樣刀具和工件之間的相對運動就有了全部的六個自由度,使得刀具和工件之間可以呈現任意的相對位置和相對姿態。
步進電機的定義:將電脈沖信號轉換成角速度的一種機電式數模轉化器。
伺服系統的定義:在機電一體化控制系統中,把輸出量能夠以一定準確度跟隨輸入量變化的系統成為伺服系統。
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