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數(shù)控沖床是按照輸入的工件加工程序運(yùn)行的,在工件加工程序中包含了數(shù)控沖床上刀具和工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡、工藝參數(shù)(進(jìn)給盤、主軸轉(zhuǎn)速等)和輔助運(yùn)動(dòng)等加工所需要的全部信息,數(shù)控?cái)?shù)控沖床上存儲(chǔ)工件加工程序的信息載體通常為穿孔紙帶、穿孔卡片、磁帶、磁盤等。
輸入方式
控制介質(zhì)上記載的加信息要經(jīng)過輸入裝置傳送給數(shù)控裝置,指令信息的輸入方式通常有自動(dòng)和手動(dòng)兩種。
自動(dòng)輸入時(shí),常用的輸入裝置有光電紙帶輸入機(jī)、磁帶錄音機(jī)和磁盤驅(qū)動(dòng)器等。紙帶閱讀機(jī)可把紙帶上的有孔、無孔逐行地經(jīng)光電管或光敏電阻轉(zhuǎn)換為數(shù)控裝置可以識(shí)別和處理的電信號(hào)。另外,隨著CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展,有些數(shù)控設(shè)備利用CAD/CAM軟件在其他計(jì)算機(jī)上編程,然后通過計(jì)算機(jī)與數(shù)控系統(tǒng)通信,將程序和數(shù)據(jù)直接傳送給數(shù)控裝置,高檔數(shù)控?cái)?shù)控沖床還具有MAP(制造自動(dòng)化協(xié)議)通信接口,具有聯(lián)網(wǎng)功能。
手動(dòng)輸入時(shí)常用鍵盤或面板和操作臺(tái)按鍵,人工逐個(gè)輸入加工指令。
零件的加工程序輸入計(jì)算機(jī)后,先存入計(jì)算機(jī)的零件程序存儲(chǔ)器中,加工時(shí)再從存儲(chǔ)器中一段一段地往外調(diào)。也有的CNC數(shù)控沖床,零件程序從閱讀機(jī)輸入數(shù)控裝置后,直接送去信息處理。數(shù)控沖床邊讀入邊加工。信息處理
零件的加工信息輸入到數(shù)控裝置后,接著進(jìn)行信息處理。
數(shù)控裝置通常由如圖2-1虛線部分所示的輸入裝置、運(yùn)算器、輸出裝置和控制器四大部分組成,圖中的箭頭表示信息流。
輸入裝置接受來自信息載體的各種指令信息,信息處理的第一步是譯碼,將用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控代碼表示的零件加工程序翻譯成計(jì)算機(jī)內(nèi)部能識(shí)別的語言。譯碼后,分別將控制指令送入控制器,將數(shù)據(jù)送入運(yùn)算器。這些指令與數(shù)據(jù)是控制與運(yùn)算的原始依據(jù)。
控制器接受輸入裝置送來的控制指令,根據(jù)指令控制運(yùn)算器與輸出裝置,以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控沖床的各種操作。
運(yùn)算器接受控制器的指令,將輸入裝置送來的數(shù)據(jù)信息做進(jìn)一步的處理,并將處理結(jié)果不斷地輸送到輸出裝置,使伺服系統(tǒng)執(zhí)行所要求的運(yùn)動(dòng)。對(duì)于輪廓控制系統(tǒng),信息處理的重要內(nèi)容是運(yùn)動(dòng)軌跡的插補(bǔ)運(yùn)算。零件的加工程序通常只給出工件某段輪廓起點(diǎn)、終點(diǎn)的坐標(biāo)和形狀規(guī)律信息(如直線、圓弧等),由計(jì)算機(jī)據(jù)此算出一系列中間點(diǎn)的坐標(biāo)。這種把起點(diǎn)和終點(diǎn)之間的空白補(bǔ)齊的運(yùn)算稱為插補(bǔ)運(yùn)算。
輸出裝置根據(jù)控制器的指令將運(yùn)算器處理結(jié)果的信息輸送到伺服系統(tǒng)。
信息輸出
信息處理之后,計(jì)算機(jī)計(jì)算出數(shù)控沖床各執(zhí)行元件的移動(dòng)量,通過輸入/輸出接口電路輸送給各坐標(biāo)軸的伺服系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)控制數(shù)控沖床的各個(gè)執(zhí)行件,使之完成預(yù)定的位移。每一個(gè)數(shù)由單位或脈沖信號(hào),使數(shù)控沖床執(zhí)行件得到的位移盤稱為“增盤值”或“設(shè)定單位”或脈沖當(dāng)。它的大小取決于數(shù)控沖床的精度等級(jí),通常為0.001mm。某些精度要求較低的數(shù)控沖床,也可取得大些。
數(shù)控沖床邏輯狀態(tài)接口電路,主要用于數(shù)控沖床主軸電動(dòng)機(jī)的開、停、正、反、制動(dòng)以及變速,液壓泵和切削液泵的開、停、換刀動(dòng)作等開關(guān)量的控制。它包括檢測(cè),即用傳感元件檢測(cè)該量的前狀態(tài)和控制,并發(fā)出信號(hào)使它動(dòng)作。當(dāng)檢測(cè)到該量已到達(dá)要求的狀態(tài),即可停止控制信號(hào)。
接口電路既是微機(jī)和數(shù)控沖床聯(lián)系的信息通道,又可將微機(jī)與數(shù)控沖床隔離,對(duì)微機(jī)起到保護(hù)作用。
中央處理單元(CPU)是微型計(jì)算機(jī)的核心部分,是一種大規(guī)模集成電路,它將普通數(shù)控中的運(yùn)算器和控制器等集中在一塊集成電路芯片中。微機(jī)的輸入和輸出電路也采用大規(guī)模集成電路,即輸入/輸出口/m接口,由它完成普通數(shù)控中輸入裝置與輸出裝置的功能。微機(jī)擁有較大容盤的存儲(chǔ)器,以存放系統(tǒng)軟件。在微機(jī)數(shù)控中,普通數(shù)控裝置的部分或全部功能是通過這種系統(tǒng)軟件來實(shí)現(xiàn)的。這種軟件并非微機(jī)本身所具有,它要求用戶根據(jù)功能需要自行設(shè)計(jì)。不同的信息處理功能可通過改變軟件來實(shí)現(xiàn).因此,微機(jī)數(shù)控更為靈活和經(jīng)濟(jì)。
加工零件的數(shù)控程序可以通過鍵盤或光電閱讀機(jī)等外圍設(shè)備輸入到微機(jī)的存儲(chǔ)器中,加工時(shí)再出存儲(chǔ)器逐段調(diào)出,以備信息處理,信息處理的結(jié)果輸送給伺服系統(tǒng)。微機(jī)與外圍設(shè)備和數(shù)控沖床之間的聯(lián)系通過I/O接口實(shí)現(xiàn)。
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