文档介绍：外文出处:Modern Manufacturing Engineering
中文译文
数控机床
虽然各种数控机床的功能和应用各不相同,但它们有着共同的优点。这里是数控设备提供的比较重要的几个优点。
各种数控机床的第一个优点是自动化程度提高了。零件制造过程中的人为干预减少或者免除了。整个加工循环中,很多数控机床处于无人照看状态,这使操作员被解放出来,可以干别的工作。数控机床用户得到的几个额外好处是:数控机床减小了操作员的疲劳程度,减少了人为误差,工件加工时间一致而且可预测。由于机床在程序的控制下运行,与操作普通机床的机械师要求的技能水平相比,对数控操作员的技能水平要求(与基本加工实践相关)也降低了。
C的核心
任何数控机床最基本的功能是具有自动、精确、一致的运动控制。大多数普通机床完全运用机械装置实现其所需的运动,而数控机床是以一种全新的方式控制机床的运动。各种数控设备有两个或多个运动方向,称为轴。这些轴沿着其长度方向精确、自动定位。最常用的两类轴是直线轴(沿直线轨迹)和旋转轴(沿圆形轨迹)。
普通机床需通过旋转摇柄和手轮产生运动,而数控机床通过编程指令产生运动。通常,几乎所有的数控机床的运动类型(快速定位、直线插补和圆弧插补)、移动轴、移动距离以及移动速度(进给速度)都是可编程的。
C指令命令驱动电机旋转某一精确的转数,驱动电机的旋转随即使滚珠丝杠旋转,滚珠丝杠将旋转运动转换成直线轴(滑台)运动。滑台上的反馈装置(直线光栅尺)使数控系统确认指令转数已完成,参见图1。
图1 数控机床的典型传动系统
普通的台虎钳上有着同样的基本直线运动,尽管这是相当原始的类比。旋转虎钳摇柄就是旋转丝杠,丝杠带动虎钳钳口移动。与台虎钳相比,数控机床的直线轴是非常精确的,轴的驱动电机的转数精确控制直线轴的移动距离。
轴运动命令的方式--理解坐标
对CNC用户来说,为了达到给定的直线移动量而指令各轴驱动电机旋转多少转,从而使坐标轴运动,这种方法是不可行的。(这就好像为了使钳口准确移动1英寸需要计算出台虎钳摇柄的转数!)事实上,所有的数控系统都能通过采用坐标系的形式以一种较为简单而且合理的方式来指令轴的运动。数控机床上使用最广泛的两种坐标系是直角坐标系和极坐标系。目前用得较多的是直角坐标系。
理解绝对和相对运动
至此,所有的讨论都假设采用的是绝对编程方式。用于指定绝对方式的最常用的数控代码是G90。绝对方式下,所有运动终点的指定都是以编程零点为起点。对初学者来说,这通常是最好也是最容易的指定轴运动终点的方法,但还有另外一种指定轴运动终点的方法。
增量方式(通常用G91指定)下,运动终点的指定是以刀具的当前位置为起点,而不是编程零点。用这种方法指定轴运动,编程员往往会问“我该将刀具移动多远的距离?”,尽管增量方式多数时候很有用,但一般说来,这种方法指定轴运动较麻烦、困难,初学者应该重点使用绝对方式。
图2 X、Y坐标格的俯视图
图3 X、Y、Z轴线
指令轴运动时一定要小心。初学者往往以增量方式思考问题。如果工作在绝对方式(初学者应该如此),编程员应始终在问“刀具应该移动到什么位置?”,这个位置是相对于编程零点这个固定位置而言,而不是相对于刀具当前位置。
绝对工作方式很容易确定指令当前位置,除此之外,它的另外一个好处涉及轴运动中的错误。绝对方式