数控系统的基本构成

数控系统是数字控制系统简称,英文名称为numericalcontrolsystem,早期是由硬件电路构成的称为硬件数控(hardnc),19世纪70年代以后,硬件电路元件逐步由的计算机代替称为计算机数控系统。
计算机数控(computerizednumericalcontrol,简称cnc)系统是用计算机控制加工功能,实现数值控制的系统。cnc系统根据计算机存储器中存储的控制程序,执行部分或全部数值控制功能,并配有接口电路和伺服驱动装置的计算机系统。
cnc系统由数控程序、输入装置、输出装置、计算机数控装置(cnc装置)、可编程逻辑控制器(plc)、主轴驱动装置和进给(伺服)驱动装置(包括检测装置)等组成。
cnc系统的核心是cnc装置。由于使用了计算机,系统具有了软件功能,又用plc代替了传统的机床电器逻辑控制装置,使系统更小巧,其灵活性、通用性、可靠性更好,易于实现复杂的数控功能,使用、维护也方便,并具有与上位机连接及进行远程通信的功能。
基本构成
目前世界上的数控系统种类繁多,形式各异,组成结构上都有各自的特点。这些结构特点来源于系统初始设计的基本要求和工程设计的思路。例如对点位控制系统和连续轨迹控制系统就有截然不同的要求。对于t系统和m系统,同样也有很大的区别,前者适用于回转体零件加工,后者适合于异形非回转体的零件加工。对于不同的生产厂家来说,基于历史发展因素以及各自因地而异的复杂因素的影响,在设计思想上也可能各有千秋。例如,美国dynapath系统采用小板结构,便于板子更换和灵活结合,而日本fanuc系统则趋向大板结构,使之有利于系统工作的可靠性,促使系统的平均*率不断提高。然而无论哪种系统,它们的基本原理和构成是十分相似的。
数控系统一般整个数控系统由三大部分组成,即控制系统,伺服系统和位置测量系统。控制系统按加工工件程序进行插补运算,发出控制指令到伺服驱动系统;伺服驱动系统将控制指令放大,由伺服电机驱动机械按要求运动;测量系统检测机械的运动位置或速度,并反馈到控制系统,来修正控制指令。这三部分有机结合,组成完整的闭环控制的数控系统。
控制系统主要由总线、cpu、电源、存贮器、操作面板和显示屏、位控单元、可编程序控制器逻辑控制单元以及数据输入/输出接口等组成。一代的数控系统还包括一个通讯单元,它可完成cnc、plc的内部数据通讯和外部高次网络的连接。伺服驱动系统主要包括伺服驱动装置和电机。位置测量系统主要是采用长光栅或圆光栅的增量式位移编码器。

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