1課程的主要結構2教材和參考書3中國數(shù)控在線：數(shù)控論壇：：//wwwc.cq華中數(shù)控：上海開通數(shù)控：南京數(shù)控：深圳福斯特數(shù)控：4西門子：法那克：中國制造業(yè)信息化網(wǎng)：中國制造協(xié)作網(wǎng)：：//www中國機械信息網(wǎng)：5678910

光刻機？

鍵合機？印刷機？繡花機？包裝機？銑床？車床？加工中心？機器人？

γ刀？CT？……1112131.1.2數(shù)控系統(tǒng)與數(shù)控裝備的組成14BACKSPACECTRLINSCRTABALT0SHIFT畗

ZEND

瑌WHOME瘆

TPgDn瓆

OPgUp

JRST

E65“432？198：7

YX<>VU[]

SRPQ

NMKL

IHFG

DCABESC14''彩

色顯

示

器空運行Z軸鎖定MST鎖定任選程序段機床鎖定快進+JOG-JOG主軸正轉主軸停主軸反轉急停超程解除循環(huán)驅動進給保持冷卻液開/關刀松/刀緊主軸修調16010進給修調16050403020100電

源關開1自動方式選擇回零手搖點動步進單段驅

動

器NC機床電源XYZA主軸超程報警-+手搖脈沖發(fā)生器2010090增量倍率1000101001坐標軸選擇Z

YX1、操作面板它是操作人員與數(shù)控裝置進行信息交流的工具。組成：工程面板、狀態(tài)燈、按鍵陣列〔功能與計算機鍵盤一樣〕和顯示器；。它是數(shù)控機床特有部件。152、控制介質與輸入輸出設備控制介質是記錄零件加工程序的媒介輸入輸出設備是CNC系統(tǒng)與外部設備進行交互裝置。交互的信息通常是零件加工程序。即將編制好的記錄在控制介質上的零件加工程序輸入CNC系統(tǒng)或將調試好了的零件加工程序通過輸出設備存放或記錄在相應的控制介質上。數(shù)控機床常用的控制介質和輸入輸出設備有：穿孔紙帶、磁帶、磁盤等。16173、CNC裝置〔CNC單元〕組成：計算機系統(tǒng)、位置控制板、PLC接口板，通訊接口板、特殊功能模塊以及相應的控制軟件。作用：根據(jù)輸入的零件加工程序進行相應的處理〔如運動軌跡處理、機床輸入輸出處理等〕，然后輸出控制命令到相應的執(zhí)行部件〔伺服單元、驅動裝置和PLC等〕，所有這些工作是由CNC裝置內(nèi)硬件和軟件協(xié)調配合，合理組織，使整個系統(tǒng)有條不紊地進行工作的。CNC裝置是CNC系統(tǒng)的核心。184、伺服單元、驅動裝置和測量裝置伺服單元和驅動裝置主軸伺服驅動裝置和主軸電機進給伺服驅動裝置和進給電機測量裝置位置和速度測量裝置。以實現(xiàn)進給伺服系統(tǒng)的閉環(huán)控制。作用保證靈敏、準確地跟蹤CNC裝置指令：進給運動指令：實現(xiàn)零件加工的成形運動〔速度和位置控制〕主軸運動指令，實現(xiàn)零件加工的切削運動〔速度控制〕19 5、PLC、裝備I/O電路和裝置PLC〔ProgrammableLogicController〕：用于完成與邏輯運算有關順序動作的I/O控制，它由硬件和軟件組成；機床I/O電路和裝置：實現(xiàn)I/O控制的執(zhí)行部件〔由繼電器、電磁閥、行程開關、接觸器等組成的邏輯電路；功能：接受CNC的M、S、T指令，對其進行譯碼并轉換成對應的控制信號，控制輔助裝置完成裝備相應的開關動作接受操作面板和裝備側的I/O信號，送給CNC裝置，經(jīng)其處理后，輸出指令控制CNC系統(tǒng)的工作狀態(tài)和裝備的動作。206、機械裝備機械局部：數(shù)控裝備的主體，是實現(xiàn)制造加工的執(zhí)行部件。以機床為例－組成：由主運動部件、進給運動部件〔工作臺、拖板以及相應的傳動機構〕、支承件〔立柱、床身等〕以及特殊裝置〔刀具自動交換系統(tǒng)工件自動交換系統(tǒng)〕和輔助裝置〔如排屑裝置等〕。211.2

數(shù)控加工原理221.2.1數(shù)控加工與傳統(tǒng)加工的比較工藝分析數(shù)控加工程序工序卡傳統(tǒng)加工數(shù)控加工圖2傳統(tǒng)加工與數(shù)控加工的比較圖231.2.2數(shù)控加工中數(shù)據(jù)轉換過程圖3數(shù)控加工中數(shù)據(jù)轉換過程譯碼刀補處理插補處理PLC控制進給伺服系統(tǒng)切削運動、機床I/O裝置成形運動加工程序241、譯碼〔解釋〕譯碼程序的主要功能是將用文本格式〔通常用ASCII碼〕表達的零件加工程序，以程序段為單位轉換成刀補處理程序所要求的數(shù)據(jù)結構〔格式〕。該數(shù)據(jù)結構用來描述一個程序段解釋后的數(shù)據(jù)信息。它主要包括：X、Y、Z等坐標值；進給速度；主軸轉速；G代碼；M代碼；刀具號；子程序處理和循環(huán)調用處理等數(shù)據(jù)或標志的存放順序和格式。252、刀補處理〔計算刀具中心軌跡〕用戶零件加工程序通常是按零件輪廓編制的，而數(shù)控機床在加工過程中控制的是刀具中心軌跡，因此在加工前必須將零件輪廓變換成刀具中心的軌跡。刀補處理就是完成這種轉換的程序。263、插補計算本模塊以系統(tǒng)規(guī)定的插補周期△t定時運行，它將由各種線形〔直線，圓弧等〕組成的零件輪廓，按程序給定的進給速度F，實時計算出各個進給軸在△t內(nèi)位移指令〔△X1、△Y1、…〕，并送給進給伺服系統(tǒng)，實現(xiàn)成形運動。274、PLC控制PLC控制是對機床動作的“順序控制〞。即以CNC內(nèi)部和機床各行程開關、傳感器、按鈕、繼電器等開關量信號狀態(tài)為條件，并按預先規(guī)定的邏輯順序對諸如主軸的起停、換向，刀具的更換，工件的夾緊、松開，冷卻、潤滑系統(tǒng)等的運行等進行的控制。281.2.3數(shù)控加工軌跡控制原理逼近處理圖為欲加工的圓弧軌跡L，起點為P0，終點為Pe。CNC裝置首先對圓弧進行逼近處理。XLY△Li△Xi△YiT0δP0Pe數(shù)控加工原理圖29系統(tǒng)按插補時間⊿t和進給速度F的要求，將L分割成假設干短直線XLY△Li△Xi△YiT0δP0Pe數(shù)控加工原理圖⊿L1，⊿L2，…，Li，…，這里：⊿Li=F⊿t〔i=1，2，…〕F：用戶給定的進給速度⊿t：數(shù)控系統(tǒng)插補周期30用直線⊿Li逼近圓弧存在著逼近誤差δ，但只要δ足夠小〔⊿Li足夠短〕，總能滿足零件的加工要求。當F為常數(shù)時，而⊿t對數(shù)控系統(tǒng)而言恒為常數(shù)，那么⊿Li的長度也為常數(shù)⊿L，只是其斜率與其在L上的位置有關。XLY△Li△Xi△YiT0δP0Pe數(shù)控加工原理圖31插補運算將⊿Li分解為X軸及Y軸移動分量Xi和Yi〔在ti時間內(nèi)〕，要求滿足：

且有：Fx=Xi/tiFy=Yi/ti⊿Li的斜率和F的分量Fx、Fy以及比值Fx/Fy都在不斷變化。XLY△Li△Xi△YiT0δP0Pe數(shù)控加工原理圖32指令輸出將計算出△ti

在時間內(nèi)的和作為指令輸出給Y軸，以控制它們聯(lián)動。即：

Xi

X

軸；

Yi

Y

軸只要能連續(xù)自動地控制X，Y

兩個進給軸在△ti時間內(nèi)移動量，就可以實現(xiàn)曲線輪廓零件的加工。33內(nèi)容小結1．幾個根本概念數(shù)字控制、數(shù)控機床、2.數(shù)控系統(tǒng)與數(shù)控裝備的組成、各局部之間的關系、及其根本功能。3．數(shù)控加工中數(shù)據(jù)轉換過程中的主要步驟、以及每個步驟的主要功能。34習題與思考題351.3

數(shù)控機床的分類36數(shù)控機床的種類很多，從不同角度對其進行考查，就有不同的分類方法，通常有以下幾種不同的分類方法：371.3.1按工藝用途分類381.3.2按控制功能分類點位控制數(shù)控系統(tǒng)僅能實現(xiàn)刀具相對于工件從一點到另一點的精確定位運動；對軌跡不作控制要求；運動過程中不進行任何加工。適用范圍：數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、數(shù)控沖床和數(shù)控測量機。39直線控制數(shù)控系統(tǒng)能實現(xiàn)點位控制數(shù)控系統(tǒng)的功能能實現(xiàn)沿平行某個坐標軸〔如X、Y、Z〕或兩軸等速的方向進行加工；適用范圍：數(shù)控鏜銑床、數(shù)控組合機床等。40輪廓控制數(shù)控系統(tǒng)輪廓控制〔連續(xù)控制〕系統(tǒng)：具有控制幾個進給軸同時協(xié)調運動〔坐標聯(lián)動〕，使工件相對于刀具按程序規(guī)定的軌跡和速度運動，在運動過程中進行連續(xù)切削加工的數(shù)控系統(tǒng)。適用范圍：數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心等用于加工曲線和曲面的機床。現(xiàn)代的數(shù)控機床根本上都是裝備的這種數(shù)控系統(tǒng)。411.3.3按聯(lián)動軸數(shù)分2軸聯(lián)動〔平面曲線〕3軸聯(lián)動〔空間曲面，球頭刀〕4軸聯(lián)動〔空間曲面〕5軸聯(lián)動及6軸聯(lián)動〔空間曲面〕。聯(lián)動軸數(shù)越多數(shù)控系統(tǒng)的控制算法就越復雜。421.3.4按進給伺服系統(tǒng)的類型分類按數(shù)控系統(tǒng)的進給伺服子系統(tǒng)有無位置測量裝置可分為開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)和閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，在閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)中根據(jù)位置測量裝置安裝的位置又可分為全閉環(huán)和半閉環(huán)兩種。43開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)沒有位置測量裝置，信號流是單向的〔數(shù)控裝置→進給系統(tǒng)〕，故系統(tǒng)穩(wěn)定性好。電機機械執(zhí)行部件A相、B相C相、…f、nCNC插補指令脈沖頻率f脈沖個數(shù)n換算脈沖環(huán)形分配變換功率放大44無位置反響，精度相對閉環(huán)系統(tǒng)來講不高，其精度主要取決于伺服驅動系統(tǒng)和機械傳動機構的性能和精度。一般以功率步進電機作為伺服驅動元件。這類系統(tǒng)具有結構簡單、工作穩(wěn)定、調試方便、維修簡單、價格低廉等優(yōu)點，在精度和速度要求不高、驅動力矩不大的場合得到廣泛應用。一般用于經(jīng)濟型數(shù)控機床。45半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的位置采樣點如下圖，是從驅動裝置〔常用伺服電機〕或絲杠引出，采樣旋轉角度進行檢測，不是直接檢測運動部件的實際位置。位置控制調節(jié)器速度控制調節(jié)與驅動檢測與反饋單元位置控制單元速度控制單元++--電機機械執(zhí)行部件CNC插補指令實際位置反饋實際速度反饋46半閉環(huán)環(huán)路內(nèi)不包括或只包括少量機械傳動環(huán)節(jié)，因此可獲得穩(wěn)定的控制性能，其系統(tǒng)的穩(wěn)定性雖不如開環(huán)系統(tǒng)，但比閉環(huán)要好。由于絲杠的螺距誤差和齒輪間隙引起的運動誤差難以消除。因此，其精度較閉環(huán)差，較開環(huán)好。但可對這類誤差進行補償，因而仍可獲得滿意的精度。半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)結構簡單、調試方便、精度也較高，因而在現(xiàn)代CNC機床中得到了廣泛應用。47

全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的位置采樣點如圖的虛線所示，直接對運動部件的實際位置進行檢測。位置控制調節(jié)器速度控制調節(jié)與驅動檢測與反饋單元位置控制單元速度控制單元++--電機機械執(zhí)行部件CNC插補指令實際位置反饋實際速度反饋48從理論上講，可以消除整個驅動和傳動環(huán)節(jié)的誤差、間隙和失動量。具有很高的位置控制精度。由于位置環(huán)內(nèi)的許多機械傳動環(huán)節(jié)的摩擦特性、剛性和間隙都是非線性的，故很容易造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定，使閉環(huán)系統(tǒng)的設計、安裝和調試都相當困難。該系統(tǒng)主要用于精度要求很高的鏜銑床、超精車床、超精磨床以及較大型的數(shù)控機床等。491.3.5數(shù)控機床的應用范圍數(shù)控機床確實具有普通機床所不具備的許多優(yōu)點。而且它的應用范圍還在不斷擴大，但是在目前還不能完全取代普通機床，也就是說，它不能以最經(jīng)濟的方式來解決加工制造中所有問題。為了更好地說明這個問題，有必要先初步了解一下采用數(shù)控機床加工的優(yōu)缺點。50數(shù)控加工的優(yōu)點自動化程度高，可以減輕工人的體力勞動強度加工的零件一致性好，質量穩(wěn)定生產(chǎn)效率較高便于產(chǎn)品研制便于實現(xiàn)計算機輔助制造數(shù)控加工的缺點任何事物都是兩重性。數(shù)控加工雖有上述各種優(yōu)點，同時在某些方面也存在缺乏之處：單位加工本錢較高。只適宜于多品種小批量或中批量生產(chǎn)〔占機械加工總量70%~80%〕加工中的調整相對復雜維修難度大51數(shù)控加工的適應性根據(jù)數(shù)控加工的優(yōu)缺點及國內(nèi)外大量應用實踐，一般可按適應程度將零件分為以下三類：最適應類形狀復雜：加工精度要求高，用通用機床無法加工或雖然能加工但很難保證產(chǎn)品質量的零件；用數(shù)學模型描述的復雜曲線或曲面輪廓零件；具有難測量、難控制進給、難控制尺寸的不開敞內(nèi)腔的殼體或盒型零件；必須在一次裝夾中合并完成銑、鏜、锪、鉸或攻絲等多工序的零件。5253不適應類下述一類零件采用數(shù)控加工后，在生產(chǎn)效率與經(jīng)濟性方面一般無明顯改善，還可能弄巧成拙或得不償失，故此類零件一般不應作為數(shù)控加工的選擇對象。生產(chǎn)批量大的零件〔當然不排除其中個別工序用數(shù)控機床加工〕；裝夾困難或完全靠找正定位來保證加工精度的零件；加工余量很不穩(wěn)定，且數(shù)控機床上無在線檢測系統(tǒng)可自動調整零件坐標位置的；必須用特定的工藝裝備協(xié)調加工的零件。54551.3.6舉例——數(shù)控機床數(shù)控車床——普通型56數(shù)控車床——普通型57數(shù)控車床——大型臥式數(shù)控車床58數(shù)控車床——大型立式數(shù)控車床59數(shù)控車削加工中心60數(shù)控車削加工中心61數(shù)控銑床62數(shù)控銑削加工中心63數(shù)控銑削加工中心64數(shù)控銑削加工中心65數(shù)控銑削加工中心66數(shù)控多軸銑削加工中心67數(shù)控多坐標銑削加工中心68大型數(shù)控銑床69數(shù)控龍門銑床70數(shù)控龍門多坐標銑床711.3.6舉例——數(shù)控系統(tǒng)與電機72數(shù)控系統(tǒng)與機床的配套73交流伺服電機74交流伺服驅動75自主開發(fā)的主軸伺服驅動和電機761.3.6舉例——數(shù)控加工典型零件加工中心正在加工模具77數(shù)控銑正在加工模具零件78四軸聯(lián)動加工水輪機葉片79被加工的水輪機葉片80被加工的水輪機葉片81被加工的汽輪機葉片82四坐標加工示意83五坐標數(shù)控機床正在加工螺旋傘齒輪84五坐標數(shù)控機床正在加工螺旋傘齒輪85加工水輪機葉片86發(fā)動機增壓器葉輪87大型船用螺旋槳88891.4.1產(chǎn)生背景從工業(yè)化革命以來人們實現(xiàn)機械加工自動化的手段有：自動機床；組合機床；專用自動生產(chǎn)線。9091921.4.2開展沿革1952年，Parsons公司和合作研制了世界上第一臺三座標數(shù)控機床。1955年，第一臺工業(yè)用數(shù)控機床由美國Bendix公司生產(chǎn)出來。從1952年至今，NC機床按NC系統(tǒng)的開展經(jīng)歷的五代。93第一代：1955年NC系統(tǒng)以電子管組成，體積大，功耗大。第二代：1959年NC系統(tǒng)以晶體管組成，廣泛采用印刷電路板。第三代：1965年NC系統(tǒng)采用小規(guī)模集成電路作為硬件，其特點是體積小，功耗低，可靠性進一步提高。以上三代NC系統(tǒng)，由于其數(shù)控功能均由硬件實現(xiàn)，故歷史上又稱其為“硬線NC〞94第四代：1970年NC系統(tǒng)采用小型計算機取代專用計算機，其局部功能由軟件實現(xiàn)，它具有價格低，可靠性高和功能多等特點。第五代：1974年NC系統(tǒng)以微處理器為核心，不僅價格進一步降低，體積進一步縮小，使實現(xiàn)真正意義上的機電一體化成為可能。這一代又可分為六個開展階段：951974年：系統(tǒng)以位片微處理器為核心，有字符顯示，自診斷功能。1979年：系統(tǒng)采用CRT顯示，VLIC，大容量磁泡存儲器，可編程接口和遙控接口等。1981年：具有人機對話、動態(tài)圖形顯示、實時精度補償功能。1986年：數(shù)字伺服控制誕生，大慣量的交直流電機進入實用階段。1988年：采用高性能32位機為主機的主從結構系統(tǒng)。96971.4.3開展趨勢運行高速化加工高精化功能復合化控制智能化體系開放化驅動并聯(lián)化交互網(wǎng)絡化9899運行高速化：使進給率、主軸轉速、刀具交換速度、托盤交換速度實現(xiàn)高速化，并且具有高加〔減〕速率。進給率高速化：在分辨率為1m時，F(xiàn)max=240m/min；在Fmax下可獲得復雜型面的精確加工；在程序段長度為1mm時，F(xiàn)max=60m/min，并且具有1.5g的加減速率；主軸高速化：采用電主軸〔內(nèi)裝式主軸電機〕，即主軸電機的轉子軸就是主軸部件。主軸最高轉速達200000r/min。主軸轉速的最高加〔減〕速為1.0g，即僅需1.8秒即可從0提速到15000r/min。換刀速度0.6秒〔刀到刀〕；2.8秒〔切削到切削〕工作臺〔托盤〕交換速度4.3秒。100101功能復合化復合化是指在一臺設備能實現(xiàn)多種工藝手段加工的方法。鏜銑鉆復合—加工中心〔ATC〕、五面加工中心〔ATC，主軸立臥轉換〕；車銑復合—車削中心〔ATC，動力刀頭〕；銑鏜鉆車復合—復合加工中心〔ATC，可自動裝卸車刀架〕；銑鏜鉆磨復合—復合加工中心〔ATC，動力磨頭〕；可更換主軸箱的數(shù)控機床—組合加工中心；102103104驅動并聯(lián)化并聯(lián)加工中心〔又稱6條腿數(shù)控機床、虛軸機床〕是數(shù)控機床在結構上取得的重大突破。驅動桿機架

動平臺主軸電機伺服電機主軸刀具柔性夾具工件靜平臺圖并聯(lián)機床結構示意圖105106交互網(wǎng)絡化支持網(wǎng)絡通訊協(xié)議，既滿足單機需要，又能滿足FMC、FMS、CIMS對基層設備集成要求的數(shù)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)是形成“全球制造〞的根底單元。網(wǎng)絡資源共享。數(shù)控機床的遠程〔網(wǎng)絡〕控制。基于網(wǎng)絡的數(shù)字化效勞〔數(shù)控機床的遠程監(jiān)視、故障診斷、遠程網(wǎng)絡培訓與教學、電子商務〕107108內(nèi)容小結109習題與思考題1．名詞解釋：點位控制系統(tǒng)、輪廓控制系統(tǒng)、開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)、閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)、半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)2．試從控制精度、系統(tǒng)穩(wěn)定性及經(jīng)濟性三方面，比較開環(huán)、閉環(huán)、半閉環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)劣？3．從數(shù)控系統(tǒng)控制功能、聯(lián)動軸數(shù)、伺服系統(tǒng)來看，NC機床各分為幾類，它們各用于什么場合？110第一章內(nèi)容小結111第一章習題與思考題的解答112數(shù)控系統(tǒng)——〔NumericalControlSystem〕實現(xiàn)數(shù)字控制的裝置。點位控制系統(tǒng)——僅能實現(xiàn)刀具相對于工件從一點到另一點的精確定位運動的數(shù)控系統(tǒng)。輪廓控制系統(tǒng)——具有控制幾個進給軸同時諧調運動〔坐標聯(lián)動〕，使工件相對于刀具按程序規(guī)定的軌跡和速度運動，在運動過程中進行連續(xù)切削加工的數(shù)控系統(tǒng)。113開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)——進給伺服子系統(tǒng)沒有位置測量裝置的數(shù)控系統(tǒng)稱為開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)——進給伺服子系統(tǒng)有位置測量裝置，而且位置測量裝置安裝在機械執(zhí)行部件上，直接對運動部件的實際位置進行檢測的數(shù)控系統(tǒng)稱為全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)——進給伺服子系統(tǒng)有位置測量裝置，而且位置測量裝置安裝在驅動裝置〔常用伺服電機〕或絲杠上，通過采樣旋轉角度進行檢測，不是直接檢測運動部件的實際位置的數(shù)控系統(tǒng)稱為半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。1142.NC機床由哪兒局部組成，試用框圖表示各局部之間的關系，并簡述各局部的根本功能。115〔1〕操作面板，操作人員與數(shù)控裝置進行信息交流的工具。〔2〕控制介質與輸入輸出設備，控制介質是記錄零件加工程序的媒介，輸入輸出設備是CNC系統(tǒng)與外部設備進行交互裝置。〔3〕CNC裝置〔CNC單元〕，根據(jù)輸入的零件加工程序進行相應的處理〔如運動軌跡處理、機床輸入輸出處理等〕，然后輸出控制命令到相應的執(zhí)行部件〔伺服單元、驅動裝置和PLC等〕。CNC裝置是CNC系統(tǒng)的核心。〔4〕伺服單元、驅動裝置和測量裝置，保證靈敏、準確地跟蹤CNC裝置指令，包括進給運動指令和主軸運動指令等。〔5〕PLC、裝備I/O電路和裝置，接受CNC的M、S、T指令，對其進行譯碼并轉換成對應的控制信號，控制輔助裝置完成裝備相應的開關動作；接受操作面板和裝備側的I/O信號，送給CNC裝置，經(jīng)其處理后，輸出指令控制CNC系統(tǒng)的工作狀態(tài)和裝備的動作。〔6〕機械裝備，數(shù)控裝備的主體，是實現(xiàn)制造加工的執(zhí)行部件。1163．試用框圖表示數(shù)控加工中數(shù)據(jù)轉換過程中的主要步驟，并簡述每個步驟的主要功能。譯碼刀補處理插補處理PLC控制進給伺服系統(tǒng)切削運動、機床I/O裝置成形運動加工程序117〔1〕譯碼〔解釋〕，譯碼程序的主要功能是將用文本格式〔通常用ASCII碼〕表達的零件加工程序，以程序段為單位轉換成刀補處理程序所要求的數(shù)據(jù)結構〔格式〕。〔2〕刀補處理〔計算刀具中心軌跡〕，用戶零件加工程序通常是按零件輪廓編制的，而數(shù)控機床在加工過程中控制的是刀具中心軌跡，因此在加工前必須將零件輪廓變換成刀具中心的軌跡。刀補處理就是完成這種轉換的程序。〔3〕插補計算，以系統(tǒng)規(guī)定的插補周期△t定時運行，將由各種線形〔直線，圓弧等〕組成的零件輪廓，按程序給定的進給速度F，實時計算出各個進給軸在△t內(nèi)位移指令〔△X1、△Y1、…〕，并送給進給伺服系統(tǒng)，實現(xiàn)成形運動。〔4〕PLC控制，PLC控制是對機床動作的“順序控制〞。即以CNC內(nèi)部和機床各行程開關、傳感器、按鈕、繼電器等開關量信號狀態(tài)為條件，并按預先規(guī)定的邏輯順序對諸如主軸的起停、換向，刀具的更換，工件的夾緊、松開，冷卻、潤滑系統(tǒng)等的運行等進行的控制。1184．試從控制精度、系統(tǒng)穩(wěn)定性及經(jīng)濟性三方面，比較開環(huán)、閉環(huán)、半閉環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)劣？答：開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)是指進給伺服子系統(tǒng)沒有位置測量裝置的數(shù)控系統(tǒng)。由于沒有位置反響，其控制精度相對閉環(huán)和半閉環(huán)系統(tǒng)來講是較低的，精度主要取決于伺服驅動系統(tǒng)和機械傳動機構的性能和精度；沒有位置反響，信號流是單向的，故系統(tǒng)穩(wěn)定性好；沒有測量裝置，那么結構簡單、工作穩(wěn)定、調試方便、維修簡單、價格低廉。在精度和速度要求不高、驅動力矩不大的場合得到廣泛應用。一般用于經(jīng)濟型數(shù)控機床。119

閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)是指進給伺服子系統(tǒng)有位置測量裝置，而且位置測量裝置安裝在機械執(zhí)行部件上，直接對運動部件的實際位置進行檢測的數(shù)控系統(tǒng)。從理論上講，閉環(huán)系統(tǒng)可以消除整個驅動和傳動環(huán)節(jié)的誤差、間隙和失動量，具有很高的位置控制精度。由于位置環(huán)內(nèi)的許多機械傳動環(huán)節(jié)的摩擦特性、剛性和間隙都是非線性的，故很容易造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定，使閉環(huán)系統(tǒng)的設計、安裝和調試都相當困難。這類系統(tǒng)價格往往較高，主要用于精度要求很高的鏜銑床、超精車床、超精磨床以及較大型的數(shù)控機床等。120半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)是指進給伺服子系統(tǒng)有位置測量裝置，而且位置測量裝置安裝在驅動裝置〔常用伺服電機〕或絲杠上，通過采樣旋轉角度進行檢測，不是直接檢測運動部件的實際位置的數(shù)控系統(tǒng)。半閉環(huán)系統(tǒng)的控制環(huán)路內(nèi)不包括或只包括