沈陽機床一廠技術(shù)人員分析,CNC裝置在其硬件環(huán)境支持下,按照系統(tǒng)監(jiān)控軟件的控制邏輯,對輸入、譯碼、刀具補償、速度規(guī)劃、插補運算、位置控制、I/O接口處理、顯示和診斷等方面進行控制。據(jù)沈陽機床一廠技術(shù)人員總結(jié),CNC裝置的主要工作包括以下內(nèi)容。
(1)輸入。輸入CNC裝置的有零件程序、控制參數(shù)和補償量等數(shù)據(jù)。輸入的形式有光電閱讀機輸入、鍵盤輸入、磁盤輸入、連接上級計算機的DNC接口輸入、網(wǎng)絡轄人。從CNC裝置的工作方式看,有存儲器輸人工作方式和MDI(Manual Direct lnput,手工直接輸入)工作方式。CNC裝置在輸入過程中通常還要完成無效碼刪除、代碼校驗和代碼轉(zhuǎn)換等工作。
(2)譯碼。不論系統(tǒng)工作在MDl方式還是存儲器輸人方式下,都是將零件程序以一個程序段為單位進行處理的,把其中的各種零件輪廓信息(如起點、終點、直線或圓弧等)、加工速度信息(F代碼)和其他輔助信息(M、s、T代碼等)按照一定的語法規(guī)則解釋成計算機能夠識別的數(shù)據(jù)形式,并以一定的數(shù)據(jù)格式存放在指定的內(nèi)存專用單元。在譯碼的過程中,還要完成對程序段的語法檢查,發(fā)現(xiàn)語法錯誤便立即報警。
(3)插補。插補的任務是在一條給定起點和終點的曲線上進行“數(shù)據(jù)點的密化”(擬合)。插補程序在每個插補周期運行一次,在每個插補周期內(nèi),根據(jù)指令進給速度計算出—個微小的直線數(shù)據(jù)段。通常,經(jīng)過若干次插補周期后,插補加工完一個程序段軌跡,即完成從程序段起點到終點的“數(shù)據(jù)點密化”工作。
(4)進給速度處理。編程所給的刀具移動速度,是在各坐標的合成方向上的速度。速度處理首先要做的工作是根據(jù)合成速度來計算各運動坐標的分速度。在有些CNC裝置中,對于機床允許的最低速度和最高速度的限制、軟件的自動加減速等也在這里處理。
(5)刀具補償。刀具補償包括刀具長度補償和刀具半徑補償。通常,CNC裝置的零件程序以零件輪廓軌跡編程,刀具補償作用是把零件輪廓軌跡轉(zhuǎn)換成刀具中心軌跡。目前,在比較好的CNC裝置中,刀具補償還包括程序段之間的自動轉(zhuǎn)接和過切削判別,就是所謂的c刀具補償。
(6)位置控制。位置控制處在伺服回路的位置環(huán)上,這部分工作可以由軟件實現(xiàn),也可以由硬件完成。它的主要任務是在每個采樣周期內(nèi),將理論位置與實際反饋位置相比較,用其差值去控制伺服電機。在位置控制中,通常還要完成位置回路的增益調(diào)整、各坐標方向的螺距誤差補償和反向間隙補償,以提高機床的定位精度。
(7)顯示。CNC裝置的顯示主要是為操作者提供方便,通常用于零件程序的顯示、參數(shù)顯示、刀具位置顯示、機床狀態(tài)顯示、報警顯示等。有些CNC裝置中還有刀具加工軌跡的靜態(tài)和動態(tài)圖形顯示。
(8)I/O處理。主要處理CNC裝置面板開關(guān)信號、機床電氣信號的輸入、輸出和控制(如換刀、換擋、冷卻等)。
(9)診斷,F(xiàn)代CNC裝置都具有聯(lián)機和脫機診斷的能力。聯(lián)機診斷是指CNC裝置中的自診斷程序,沈陽機床一廠人員分析隨時檢查不正確的事件:脫機診斷是指系統(tǒng)運轉(zhuǎn)條件下的診斷,CNC裝置配備有各種脫機診斷程序,以檢查存儲器、外圍設備(CRT、閱讀機、穿孔機)等。脫機診斷指采用遠程通信方式,即所謂的遠程診斷,把用戶的CNC通過網(wǎng)絡與遠程通信診斷中心的計算機相連,對CNC裝置進行診斷、故障定位和修復。