数控机床是由数控系统(Numerical Control Systems)、机械、电气控制、液压、气动、润滑、冷却等子系统(部件)构成的机电一体化产品,数控系统是数控机床的控制核心。数控系统由控制装置(Computer Numerical Controler 简称 CNC)、伺服(或步进)电机驱动单元、伺服(或步进)电机等构成。
数控机床的工作原理:根据加工工艺要求编写加工程序(以下简称程序)并输入 CNC,CNC 按加工程序向伺服(或步进)电机驱动单元发出运动控制指令,伺服(或步进)电机通过机械传动机构完成机床的进给运动;程序中的主轴起停、刀具选择、冷却、润滑等逻辑控制指令由 CNC 传送给机床电气控制系统,由机床电气控制系统完成按钮、开关、指示灯、继电器、接触器等输入输出器件的控制。
目前,机床电气控制通常采用可编程逻辑控制器(Programable Logic Controler 简称 PLC),PLC 具有体积小、应用方便、可靠性高等优点。由此可见,运动控制和逻辑控制是数控机床的主要控制任务。
CNC 同时具备运动控制和逻辑控制功能,还具有内置式 PLC 功能。根据机床的输入、输出控制要求编写 PLC 程序(梯形图)并下载到 CNC,就能实现所需的机床电气控制要求,方便了机床电气设计,也降低了数控机床成本。
实现 CNC 控制功能的软件分为系统软件(以下简称 NC)和 PLC 软件(以下简称 PLC)二个模块,NC 模块完成显示、通信、编辑、译码、插补、加减速等控制,PLC 模块完成梯形图解释、执行和输入输出处理。
CNC出厂时已装载了标准PLC程序,在后述功能、操作说明时,涉及到PLC控制功能的说明将按标准PLC程序的控制逻辑描述,使用手册中以“标准PLC功能”来标识。机床厂家可能会修改或重新编写PLC程序,因此,由PLC控制的功能和操作请参照机床厂家的操作说明书。
编程就是把零件的外形尺寸、加工工艺过程、工艺参数、刀具参数等信息,按照CNC专用的编程代码编写加工程序的过程。数控加工就是CNC按加工程序的要求,控制机床完成零件加工的过程。数控加工的工艺流程如图1-3。
1.3 编程基本知识1.3.1 坐标轴定义当 GSK988T 使用 X 轴、Z 轴组成的直角坐标系时,X 轴与主轴轴线垂直,Z 轴与主轴轴线方向平行,接近工件的方向为负方向,离开工件的方向为正方向。
通过参数 NO.1020 可以设定和修改各轴的编程名称,具体对应关系如下表。
按刀座与机床主轴的相对位置划分,数控车床有前刀座坐标系和后刀座坐标系,图 1-4 为前刀座的坐标系,图 1-5 为后刀座的坐标系。从图中可以看出,前、后刀座坐标系的 X 轴方向正好相反,而 Z轴方向是相同的。