數(shù)控系統(tǒng)功能

    CNC系統(tǒng)的功能 CNC系統(tǒng)由于現(xiàn)在普遍采用了微處理器，通過軟件可以實現(xiàn)很多功能。數(shù)控系統(tǒng)有多種系列，性能各異。數(shù)控系統(tǒng)的功能通常包括基本功能和選擇功能。基本功能是數(shù)控系統(tǒng)必備的功能，選擇功能是供用戶根據(jù)機床特點和用途進行選擇的功能。CNC系統(tǒng)的功能主要反映在準(zhǔn)備功能G指令代碼和輔助功能M指令代碼上。根據(jù)數(shù)控機床的類型、用途、檔次的不同，CNC系統(tǒng)的功能有很大差別，下面介紹其主要功能。
1. 控制功能 CNC系統(tǒng)能控制的軸數(shù)和能同時控制（聯(lián)動）的軸數(shù)是其主要性能之一�？刂戚S有移動軸和回轉(zhuǎn)軸，有基本軸和附加軸。通過軸的聯(lián)動可以完成輪廓軌跡的加工。一般數(shù)控車床只需二軸控制，二軸聯(lián)動；一般數(shù)控銑床需要三軸控制、三軸聯(lián)動或軸聯(lián)動；一般加工中心為多軸控制，三軸聯(lián)動�？刂戚S數(shù)越多，特別是同時控制的軸數(shù)越多，要求CNC系統(tǒng)的功能就越強，同時CNC系統(tǒng)也就越復(fù)雜，編制程序也越困難。
2. 準(zhǔn)備功能 準(zhǔn)備功能也稱G指令代碼，它用來指定機床運動方式的功能，包括基本移動、平面選擇、坐標(biāo)設(shè)定、刀具補償、固定循環(huán)等指令。對于點位式的加工機床，如鉆床、沖床等，需要點位移動控制系統(tǒng)。對于輪廓控制的加工機床，如車床、銑床、加工中心等，需要控制系統(tǒng)有兩個或兩個以上的進給坐標(biāo)具有聯(lián)動功能。
3. 插補功能 CNC系統(tǒng)是通過軟件插補來實現(xiàn)刀具運動軌跡控制的。由于輪廓控制的實時性很強，軟件插補的計算速度難以滿足數(shù)控機床對進給速度和分辨率的要求，同時由于CNC不斷擴展其他方面的功能也要求減少插補計算所占用的CPU時間。因此 ，CNC的插補功能實際上被分為粗插補和精插補，插補軟件每次插補一個小線段的數(shù)據(jù)為粗插補，伺服系統(tǒng)根據(jù)粗插補的結(jié)果，將小線段分成單個脈沖的輸出稱為精插補。有的數(shù)控機床采用硬件進行精插補。
4. 進給功能 根據(jù)加工工藝要求，CNC系統(tǒng)的進給功能用F指令代碼直接指定數(shù)控機床加工的進給速度。
（1）切削進給速度 以每分鐘進給的毫米數(shù)指定刀具的進給速度，如100mm/min。對于回轉(zhuǎn)軸，表示每分鐘進給的角度。
（2）同步進給速度 以主軸每轉(zhuǎn)進給的毫米數(shù)規(guī)定的進給速度，如0.02mm/r。只有主軸上裝有位置編碼器的數(shù)控機床才能指定同步進給速度，用于切削螺紋的編程。
（3）進給倍率 操作面板上設(shè)置了進給倍率開關(guān)，倍率可以從0~200%之間變化，每檔間隔10%。使用倍率開關(guān)不用修改程序就可以改變進給速度，并可以在試切零件時隨時改變進給速度或在發(fā)生意外時隨時停止進給。
5. 主軸功能 主軸功能就是指定主軸轉(zhuǎn)速的功能。
（1）轉(zhuǎn)速的編碼方式 一般用S指令代碼指定。一般用地址符S后加兩位數(shù)字或四位數(shù)字表示，單位分別為r/min和mm/min。
（2）指定恒定線速度 該功能可以保證車床和磨床加工工件端面質(zhì)量和不同直徑的外圓的加工具有相同的切削速度。
（3）主軸定向準(zhǔn)停 該功能使主軸在徑向的某一位置準(zhǔn)確停止，有自動換刀功能的機床必須選取有這一功能的CNC裝置。
6. 輔助功能 輔助功能用來指定主軸的啟、停和轉(zhuǎn)向；切削液的開和關(guān)；刀庫的啟和停等，一般是開關(guān)量的控制，它用M指令代碼表示。各種型號的數(shù)控裝置具有的輔助功能差別很大，而且有許多是自定義的。
7. 刀具功能 刀具功能用來選擇所需的刀具，刀具功能字以地址符T為首，后面跟二位或四位數(shù)字，代表刀具的編號。
8. 補償功能 補償功能是通過輸入到CNC系統(tǒng)存儲器的補償量，根據(jù)編程軌跡重新計算刀具的運動軌跡和坐標(biāo)尺寸，從而加工出符合要求的工件。補償功能主要有以下種類：
（1）刀具的尺寸補償 如刀具長度補償、刀具半徑補償和刀尖圓弧補償。這些功能可以補償?shù)毒吣�損以及換刀時對準(zhǔn)正確位置，簡化編程。
（2）絲杠的螺距誤差補償和反向間隙補償或者熱變形補償 通過事先檢測出絲杠螺距誤差和反向間隙，并輸入到CNC系統(tǒng)中，在實際加工中進行補償，從而提高數(shù)控機床的加工精度。
9. 字符、圖形顯示功能 CNC控制器可以配置單色或彩色CRT或LCD，通過軟件和硬件接口實現(xiàn)字符和圖形的顯示。通�？梢燥@示程序、參數(shù)、各種補償量、坐標(biāo)位置、故障信息、人機對話編程菜單、零件圖形及刀具實際移動軌跡的坐標(biāo)等。
10. 自診斷功能 為了防止故障的發(fā)生或在發(fā)生故障后可以迅速查明故障的類型和部位，以減少停機時間，CNC系統(tǒng)中設(shè)置了各種診斷程序。不同的CNC系統(tǒng)設(shè)置的診斷程序是不同的，診斷的水平也不同。診斷程序一般可以包含在系統(tǒng)程序中，在系統(tǒng)運行過程中進行檢查和診；也可以作為服務(wù)性程序，在系統(tǒng)運行前或故障停機后進行診斷，查找故障的部位。有的CNC可以進行遠程通信診斷。
11. 通信功能 為了適應(yīng)柔性制造系統(tǒng)（FMS）和計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）的需求，CNC裝置通常具有RS232C通信接口，有的還備有DNC接口。也有的CNC還可以通過制造自動化協(xié)議（MAP）接入工廠的通信網(wǎng)絡(luò)。
12. 人機交互圖形編程功能 為了進一步提高數(shù)控機床的編程效率，對于NC程序的編制，特別是較為復(fù)雜零件的NC程序都要通過計算機輔助編程，尤其是利用圖形進行自動編程，以提高編程效率。因此，對于現(xiàn)代CNC系統(tǒng)一般要求具有人機交互圖形編程功能。有這種功能的CNC系統(tǒng)可以根據(jù)零件圖直接編制程序，即編程人員只需送入圖樣上簡單表示的幾何尺寸就能自動地計算出全部交點、切點和圓心坐標(biāo)，生成加工程序。有的CNC系統(tǒng)可根據(jù)引導(dǎo)圖和顯示說明進行對話式編程，并具有自動工序選擇、刀具和切削條件的自動選擇等智能功能。有的CNC系統(tǒng)還備有用戶宏程序功能（如日本FANUC系統(tǒng)）。這些功能有助于那些未受過CNC編程專門訓(xùn)練的機械工人能夠很快地進行程序編制工作。