數(shù)控沖床是按照輸入的工件加工程序運行的,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運動軌跡、工藝參數(shù)(進給盤、主軸轉速等)和輔助運動等加工所需要的全部信息,數(shù)控數(shù)控沖床上存儲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和手動兩種。
自動輸入時,常用的輸入裝置有光電紙帶輸入機、磁帶錄音機和磁盤驅動器等。紙帶閱讀機可把紙帶上的有孔、無孔逐行地經(jīng)光電管或光敏電阻轉換為數(shù)控裝置可以識別和處理的電信號。另外,隨著CAD/CAM技術的發(fā)展,有些數(shù)控設備利用CAD/CAM軟件在其他計算機上編程,然后通過計算機與數(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)控數(shù)控沖床還具有MAP(制造自動化協(xié)議)通信接口,具有聯(lián)網(wǎng)功能。
手動輸入時常用鍵盤或面板和操作臺按鍵,人工逐個輸入加工指令。
零件的加工程序輸入計算機后,先存入計算機的零件程序存儲器中,加工時再從存儲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,將用標準數(shù)控代碼表示的零件加工程序翻譯成計算機內(nèi)部能識別的語言。譯碼后,分別將控制指令送入控制器,將數(shù)據(jù)送入運算器。這些指令與數(shù)據(jù)是控制與運算的原始依據(jù)。
控制器接受輸入裝置送來的控制指令,根據(jù)指令控制運算器與輸出裝置,以實現(xiàn)對數(shù)控沖床的各種操作。
運算器接受控制器的指令,將輸入裝置送來的數(shù)據(jù)信息做進一步的處理,并將處理結果不斷地輸送到輸出裝置,使伺服系統(tǒng)執(zhí)行所要求的運動。對于輪廓控制系統(tǒng),信息處理的重要內(nèi)容是運動軌跡的插補運算。零件的加工程序通常只給出工件某段輪廓起點、終點的坐標和形狀規(guī)律信息(如直線、圓弧等),由計算機據(jù)此算出一系列中間點的坐標。這種把起點和終點之間的空白補齊的運算稱為插補運算。
輸出裝置根據(jù)控制器的指令將運算器處理結果的信息輸送到伺服系統(tǒng)。
信息輸出
信息處理之后,計算機計算出數(shù)控沖床各執(zhí)行元件的移動量,通過輸入/輸出接口電路輸送給各坐標軸的伺服系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)控制數(shù)控沖床的各個執(zhí)行件,使之完成預定的位移。每一個數(shù)由單位或脈沖信號,使數(shù)控沖床執(zhí)行件得到的位移盤稱為“增盤值”或“設定單位”或脈沖當。它的大小取決于數(shù)控沖床的精度等級,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)控沖床主軸電動機的開、停、正、反、制動以及變速,液壓泵和切削液泵的開、停、換刀動作等開關量的控制。它包括檢測,即用傳感元件檢測該量的前狀態(tài)和控制,并發(fā)出信號使它動作。當檢測到該量已到達要求的狀態(tài),即可停止控制信號。
接口電路既是微機和數(shù)控沖床聯(lián)系的信息通道,又可將微機與數(shù)控沖床隔離,對微機起到保護作用。
中央處理單元(CPU)是微型計算機的核心部分,是一種大規(guī)模集成電路,它將普通數(shù)控中的運算器和控制器等集中在一塊集成電路芯片中。微機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。微機擁有較大容盤的存儲器,以存放系統(tǒng)軟件。在微機數(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)軟件來實現(xiàn)的。這種軟件并非微機本身所具有,它要求用戶根據(jù)功能需要自行設計。不同的信息處理功能可通過改變軟件來實現(xiàn)。因此,微機數(shù)控更為靈活和經(jīng)濟。
加工零件的數(shù)控程序可以通過鍵盤或光電閱讀機等外圍設備輸入到微機的存儲器中,加工時再出存儲器逐段調(diào)出,以備信息處理,信息處理的結果輸送給伺服系統(tǒng)。微機與外圍設備和數(shù)控沖床之間的聯(lián)系通過I/O接口實現(xiàn)。