计算机数控系统的功能简析

158机床

计算机数控的其它功能

    现代数控系统建立在数字信号处理和总线联系各部件的基础之上，并且使用高度集成的电子元器件。用于HSC的CNC最重要的功能之一是精确地控制进给驱动和滚珠丝杆，它们之间传统的模拟式连接现在为数字化调节和数字化总线并行联系的驱动所替代。用于HSC技术的数字化总线并行联系驱动接口具有一系列优点，如可以大大提高CNC的分辨率从而提高精度，可以削弱消除网络中的干扰，消除漂移及其不利作用，避免模拟量噪声在工件表面产生图形花纹，能够对众多的驱动功能作详细的诊断分析，便于投入运行和在CNC中实现驱动的参数化。

    通过补偿机床刚度和轨迹误差例如限制反转和预控制转速和转矩，有多种多样的调节结构可以提高生产率和零件加工精度。采用数字化驱动调节可以实现高分辨率的数字化转速和位置检测，可以实现更高阶的调节算法，尤其是通过预控制转速和转矩来补偿由惯性运动导致的轨迹误差，这在轨迹进给速度高、产生拖动误差时意义尤为重大。此外，它能够自动完成例如频率和圆度等多种检测，能够自动优化补偿例如借助神经网络进行象限误差补偿，可以连接直接直线驱动装置如直线电动机，可以用CNC处理器和驱动处理器来双重保障机床的安全性。

1、用于HSC的CNC功能

    轨迹运动速度很高时，只有通过无拖动误差的调节策略才能满足加工精度的要求，并且速度增益在通常的Kv=1～4(m/min)/mm 时没有阻尼存在，所以进给轴的插补控制意义重大。为了满足HSC的特殊要求，必需研究开发新的轨迹插补、速度控制以及几何变换方法。

    上节说明了精确描述加工轨迹的高次插补方法和快速插补技术。除此之外，用于HSC的CNC必须满足以下要求：即超过100条程序段的速度预控制(前瞻功能)，补偿机械误差；可进行几何变换(如夹紧时的修正或5轴变换)；进给轴无拖动误差的调节以确保高的轨迹精度；在轨迹方向和轴向限制反向以保护机床，刀具长度、半径、类型不同时的补偿；在机床工作空间内能够安全操作。

2、速度预控制

    速度预控制(前瞻)的任务，是识别速度不连续的程序段过渡和由轨迹弯曲所引起的进给轴过高的加速度。数控程序段的执行时间，比对切削加工速度必需的加速和制动梯度时间还要短。连续处理数控程序段的前提是具备一个处于预先监视下的程序缓冲区。需要注意的是，在轨迹进给速度高和程序段短的时候，技术上必需的低加速度会使速度预控制需要的前瞻距离增加到50至150条程序段。如果只有较小的前瞻缓冲区，就必须限制轨迹进给速度，以便使程序任何位置上的制动梯度时间都能得到遵守。