数控车床编程与典型零件加工
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1.2 数控车床控制系统的功能

数控机床上数控系统的硬件有各种不同的组成和配置,再安装不同的监控软件,就可以应用于不同机床或设备的控制,这样数控系统就有不同的功能,具体如下。

①多坐标控制功能 控制系统可以控制坐标轴的数目,指的是数控系统最多可以控制多少个坐标轴,其中包括平动轴和回转轴。基本平动坐标轴是XYZ轴;基本回转坐标轴是ABC轴。联动轴数是指数控系统按照加工的要求可以控制同时运动的坐标轴的数目。如某型号的数控机床具有XCZ三个坐标轴运动方向,而数控系统只能同时控制两个坐标(XZXCZC)方向的运动,则该机床的控制轴数为三轴(称为三轴控制),而联动轴数为两轴(称为两联动)。

②插补功能 指数控机床能够实现的运动轨迹,如直线、圆弧、螺旋线、抛物线、正弦曲线等。数控机床的插补功能越强,说明能够加工的轮廓种类越多。控制数控车床的系统一般只有直线和圆弧两种插补功能。

③进给功能 包括快速进给、切削进给、手动连续进给、自动加减速等功能。进给功能与伺服驱动系统的性能有很大的关系。

④主轴功能可实现恒转速、恒线速度、定向停止等功能 恒线速度指的是主轴可以自动变速,使得刀具对工件切削点的线速度保持不变。主轴定向停止功能主要用于数控机床在换刀、精镗等工序退刀前对主轴进行准确定位,以便于退刀。

⑤刀具功能 指在数控机床上可以实现刀具的自动选择和自动换刀。

⑥刀具补偿功能 包括刀具位置补偿和半径补偿功能。半径补偿中包括车刀的刀尖半径和刀尖朝向。

⑦机械误差补偿功能 指系统可以自动补偿机械传动部件因间隙产生的误差的功能。

⑧操作功能 数控机床通常有单程序段运行、跳段执行、连续运行、试运行、机械锁住、进给保持和急停等功能,有的还有软键操作功能。

⑨程序管理功能 指对加工程序的检索、编制、修改、插入、删除、更名、锁住。

⑩图形显示功能 在显示器(CRT)上进行二维或三维、单色或彩色的图形显示。图形可进行缩放、旋转,还可以进行刀具轨迹动态显示。

辅助编程功能 如固定循环、图形缩放、子程序、宏程序、坐标系旋转、极坐标编程等功能,可减少手工编程的工作量和难度。

自诊断功能 指数控系统对其软件、硬件故障的自我诊断。这项功能可以监视整个机床和整个加工过程是否正常,并在发生异常时及时报警。

通信与通信协议 现代数控系统一般都配有RS232C接口或DNC接口,可以与上级计算机进行信号的高速传输。高档数控系统还可与MAP或Internet相连,以适应FMS、CIMS的要求。

以上是一般可用于机床的数控系统的基本功能。对于用于数控车床的数控系统还有其自身的特点。首先,数控车床所需要控制的坐标轴的数目比较少。一般的数控车床只需要控制两个坐标轴(X轴和Z轴);对于高等级数控车床(或者数控车削中心),一般也只需要控制三个或四个坐标轴(XZCY轴);只是对于某些特殊类型的数控车床(如双主轴或双刀架的车削中心),对控制坐标轴的数目的要求才比较高。其次,数控车床对可以联动的坐标轴的数目要求也比较少,一般为两联动或三联动。这样与数控铣床或数控加工中心相比,数控车床对数控系统的要求就相对低一些。至于对数控系统其他功能的要求,与其他机床没有太大的区别,只是要求具备恒线速度(恒表面速度)的功能,这是由车削加工的特点决定的。