数控插补软件设计外文翻译格式1Word下载.docx
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作者所在专业
测控技术与仪器
作者所在班级
xxx
作者姓名
xxxx
作者学号
指导教师姓名
指导教师职称
完成时间
2012
年
2
月
北华航天工业学院教务处制
译文标题
原文标题
作者
FrederickMProctor
译名
弗雷德里克普罗克特
国籍
英国
原文出处
FromWikipedia
数控机床
虽然各种数控机床的功能和应用各不相同,但它们有着共同的优点。
这里是数控设备提供的比较重要的几个优点。
各种数控机床的第一个优点是自动化程度提高了。
零件制造过程中的人为干预减少或者免除了。
整个加工循环中,很多数控机床处于无人照看状态,这使操作员被解放出来,可以干别的工作。
数控机床用户得到的几个额外好处是:
数控机床减小了操作员的疲劳程度,减少了人为误差,工件加工时间一致而且可预测。
由于机床在程序的控制下运行,与操作普通机床的机械师要求的技能水平相比,对数控操作员的技能水平要求(与基本加工实践相关)也降低了。
数控技术的第二个优点是工件的一致性好,加工精度高。
现在的数控机床宣称的精度以及重复定位精度几乎令人难以置信。
这意味着,一旦程序被验证是正确的,可以很容易地加工出2个、10个或1000个相同的零件,而且它们的精度高,一致性好。
大多数数控机床的第三个优点是柔性强。
由于这些机床在程序的控制下工作,加工不同的工件易如在数控系统中装载一个不同的程序而己。
一旦程序验证正确,并且运行一次,下次加工工件的时候,可以很方便地重新调用程序。
这又带来另一个好处—可以快速切换不同工件的加工。
由于这些机床很容易调整并运行,也由于很容易装载加工程序,因此机床的调试时间很短。
这是当今准时生产制造模式所要求的。
运动控制—CNC的核心
任何数控机床最基本的功能是具有自动、精确、一致的运动控制。
大多数普通机床完全运用机械装置实现其所需的运动,而数控机床是以一种全新的方式控制机床的运动。
各种数控设备有两个或多个运动方向,称为轴。
这些轴沿着其长度方向精确、自动定位。
最常用的两类轴是直线轴(沿直线轨迹)和旋转轴(沿圆形轨迹)。
普通机床需通过旋转摇柄和手轮产生运动,而数控机床通过编程指令产生运动。
通常,几乎所有的数控机床的运动类型(快速定位、直线插补和圆弧插补)、移动轴、移动距离以及移动速度(进给速度)都是可编程的。
数控系统中的CNC指令命令驱动电机旋转某一精确的转数,驱动电机的旋转随即使滚珠丝杠旋转,滚珠丝杠将旋转运动转换成直线轴(滑台)运动。
滑台上的反馈装置(直线光栅尺)使数控系统确认指令转数已完成,参见图1。
图1
普通的台虎钳上有着同样的基本直线运动,尽管这是相当原始的类比。
旋转虎钳摇柄就是旋转丝杠,丝杠带动虎钳钳口移动。
与台虎钳相比,数控机床的直线轴是非常精确的,轴的驱动电机的转数精确控制直线轴的移动距离。
轴运动命令的方式--理解坐标
对CNC用户来说,为了达到给定的直线移动量而指令各轴驱动电机旋转多少转,从而使坐标轴运动,这种方法是不可行的。
(这就好像为了使钳口准确移动1英寸需要计算出台虎钳摇柄的转数!
)事实上,所有的数控系统都能通过采用坐标系的形式以一种较为简单而且合理的方式来指令轴的运动。
数控机床上使用最广泛的两种坐标系是直角坐标系和极坐标系。
目前用得较多的是直角坐标系。
编程零点建立数控程序中运动命令的参考点。
这使得操作员能从一个公共点开始指定轴运动。
如果编程零点选择恰当,程序所需坐标通常可从图纸上直接获得。
如果编程员希望刀具移动到编程零点右方1英寸(25.4毫米)的位置,则用这种方法指令X1.0即可。
如果编程员希望刀具移动到编程零点上方1英寸的位置,则指令Y1.0。
数控系统会自动确定(计算)各轴驱动电机和滚珠丝杠要转动多少转,使坐标轴到达指令的目标位置。
这使编程员以非常合理的方式命令轴的运动,参见图2和图3.
理解绝对和相对运动
至此,所有的讨论都假设采用的是绝对编程方式。
用于指定绝对方式的最常用的数控代码是G90。
绝对方式下,所有运动终点的指定都是以编程零点为起点。
对初学者来说,这通常是最好也是最容易的指定轴运动终点的方法,但还有另外一种指定轴运动终点的方法。
增量方式(通常用G91指定)下,运动终点的指定是以刀具的当前位置为起点,而不是编程零点。
用这种方法指定轴运动,编程员往往会问“我该将刀具移动多远的距离?
”,尽管增量方式多数时候很有用,但一般说来,这种方法指定轴运动较麻烦、困难,初学者应该重点使用绝对方式。
图2
图3
指令轴运动时一定要小心。
初学者往往以增量方式思考问题。
如果工作在绝对方式(初学者应该如此),编程员应始终在问“刀具应该移动到什么位置?
”,这个位置是相对于编程零点这个固定位置而言,而不是相对于刀具当前位置。
绝对工作方式很容易确定指令当前位置,除此之外,它的另外一个好处涉及轴运动中的错误。
绝对方式下,如果程序的一个轴运动指令出错,则只有一个运动是不正确的。
而另一方面,如果在增量运动过程中出错,则从出错的那一点起,所有的运动都是不正确的
指定编程零点
记住必须以某种方式对数控系统指定编程零点的位置。
指定编程零点的方式随数控机床和数控系统的不同而很不相同。
(较老的)一种方法是在程序中指定编程零点。
用这种方法,编程员告诉数控系统从编程零点到机床起始点的距离。
通
常用G92(或G50)在程序的一开始指定,很可能在各把刀具的开头指定编程零点。
另一种较新、更好的指定编程零点的方法是通过偏置的形式,见图4。
通常,加工中心上用于指定编程零点的偏置被称作夹具偏置,车削中心上用于指定编程零点的偏置被称作刀具几何偏置。
图4
英文原文
WhilethespecificintentionandapplicationforCNCmachinesvaryfromonemachinetypetoanother,allformsofCNChavecommonbenefits.HerearebutafewofthemoreimportantbenefitsofferedbyCNCequipment.
ThefirstbenefitofferedbyallformsofCNCmachinetoolsisimprovedautomation.Theoperatorinterventionrelatedtoproducingworkpiecescanbereducedoreliminated.ManyCNCmachinescanrununattendedduringtheirentiremachiningcycle,freeingtheoperatortodoothertasks.ThisgivestheCNCuserseveralsidebenefitsincludingreducedoperatorfatigue,fewermistakescausedbyhumanerror,andconsistentandpredictablemachiningtimeforeachworkpiece.Sincethemachinewillberunningunderprogramcontrol,theskilllevelrequiredoftheCNCoperator(relatedtobasicmachiningpractice)isalsoreducedascomparedtoamachinistproducingworkpieceswithconventionalmachinetools.
ThesecondmajorbenefitofCNCtechnologyisconsistentandaccurateworkpieces.Today'
sCNCmachinesboastalmostunbelievableaccuracyandrepeatabilityspecifications.Thismeansthatonceaprogramisverified,two,ten,oronethousandidenticalworkpiecescanbeeasilyproducedwithprecisionandconsistency.
AthirdbenefitofferedbymostformsofCNCmachinetoolsisflexibility.Sincethesemachinesarerunfromprograms,runningadifferentworkpieceisalmostaseasyasloadingadifferentprogram.Onceaprogramhasbeenverifiedandexecutedforoneproductionrun,itcanbeeasilyrecalledthenexttimetheworkpieceistoberun.Thisleadstoyetanotherbenefit,fastchangeover.Sincethesemachinesareveryeasytosetupandrun,andsinceprogramscanbeeasilyloaded,theyallowveryshortsetuptime.Thisisimperativewithtoday'
sjust-in-time(JIT)productrequirements.
Motioncontrol-theheartofCNC
ThemostbasicfunctionofanyCNCmachineisautomatic,precise,andconsistentmotioncontrol.Ratherthanapplyingcompletelymechanicaldevicestocausemotionasisrequiredonmostconventionalmachinetools,CNCmachinesallowmotioncontrolinarevolutionarymanner2.AllformsofCNCequipmenthavetwoormoredirectionsofmotion,calledaxes.Theseaxescanbepreciselyandautomaticallypositionedalongtheirlengthsoftravel.Thetwomostcommonaxistypesarelinear(drivenalongastraightpath)androtary(drivenalongacircularpath).
Insteadofcausingmotionbyturningcranksandhandwheelsasisrequiredonconventionalmachinetools,CNCmachinesallowmotionstobecommandedthroughprogrammedcommands.Generallyspeaking,themotiontype(rapid,linear,andcircular),theaxestomove,theamountofmotionandthemotionrate(feedrate)areprogrammablewithalmostallCNCmachinetools.
ACNCcommandexecutedwithinthecontroltellsthedrivemotortorotateaprecisenumberoftimes.Therotationofthedrivemotorinturnrotatestheballscrew.Andtheballscrewdrivesthelinearaxis(slide).Afeedbackdevice(linearscale)ontheslideallowsthecontroltoconfirmthatthecommandednumberofrotationshastakenplace3.Refertofig.1.
Fig.1
Thougharathercrudeanalogy,thesamebasiclinearmotioncanbefoundonacommontablevise.Asyourotatethevisecrank,yourotatealeadscrewthat,inturn,drivesthemovablejawonthevise.Bycomparison,alinearaxisonaCNCmachinetoolisextremelyprecise.Thenumberofrevolutionsoftheaxisdrivemotorpreciselycontrolstheamountoflinearmotionalongtheaxis.
Howaxismotioniscommanded-understandingcoordinatesystems
ItwouldbeinfeasiblefortheCNCusertocauseaxismotionbytryingtotelleachaxisdrivemotorhowmanytimestorotateinordertocommandagivenlinearmotionamount4.(Thiswouldbelikehavingtofigureouthowmanyturnsofthehandleonatablevisewillcausethemovablejawtomoveexactlyoneinch!
)Instead,allCNCcontrolsallowaxismotiontobecommandedinamuchsimplerandmorelogicalwaybyutilizingsomeformofcoordinatesystem.ThetwomostpopularcoordinatesystemsusedwithCNCmachinesaretherectangularcoordinatesystemandthepolar
coordinatesystem.Byfar,themorepopularofthesetwoistherectangularcoordinatesystem.
TheprogramzeropointestablishesthepointofreferenceformotioncommandsinaCNCprogram.Thisallowstheprogrammertospecifymovementsfromacommonlocation.Ifprogramzeroischosenwisely,usuallycoordinatesneededfortheprogramcanbetakendirectlyfromtheprint.
Withthistechnique,iftheprogrammerwishesthetooltobesenttoapositiononeinchtotherightoftheprogramzeropoint,X1.0iscommanded.Iftheprogrammerwishesthetooltomovetoapositiononeinchabovetheprogramzeropoint,Y1.0iscommanded.Thecontrolwillautomaticallydeterminehowmanytimestorotateeachaxisdrivemotorandballscrewtomaketheaxisreachthecommandeddestinationpoint.Thisletstheprogrammercommandaxismotioninaverylogicalmanner.Refertofig.2,3.
Fig.2
Fig.3
Alldiscussionstothispointassumethattheabsolutemodeofprogrammingisused6.ThemostcommonCNCwordusedtodesignatetheabsolutemodeisG90.Intheabsolutemode,theendpointsforallmotionswillbespecifiedfromtheprogramzeropoint.Forbeginners,thisisusually
thebestandeasiestmethodofspecifyingendpointsformotioncommands.However,thereisanotherwayofspecifyingendpointsforaxismotion.
Intheincrementalmode(commonlyspecifiedbyG91),endpointsformotionsarespecifiedfromthetool'
scurrentposition,notfromprogramzero.Withthismethodofcommandingmotion,theprogrammermustalwaysbeasking"
HowfarshouldImovethetool?
"
Whiletherearetimeswhentheincrementalmodecanbeveryhelpful,generallyspeaking,thisisthemorecumbersomeanddifficultmethodofspecifyingmotionandbeginnersshouldconcentrateonusingtheabsolutemode.
Becarefulwhenmakingmotioncommands.Beginnershavethetendencytothinkincrementally.Ifworkingintheabsolutemode(asbeginnersshould),theprogrammershouldalwaysbeasking"
Towhatpositionshouldthetoolbemoved?
Thispositionisrelativetoprogramzero,NOTfromthetoolscurrentposition.
Asidefrommakingitveryeasytodeterminethecurrentpositionforanycommand,anotherbenefitofworkingintheabsolutemodehastodowithmistakesmadeduringmotioncommands.Intheabsolutemode,ifamotionmistakeismadeinonecommandoftheprogram,onlyonemovementwillbeincorrect.Ontheotherhand,ifamistakeismadeduringincrementalmovements,allmotionsfromthepointofthemistakewillalsobeincorrect.
Assigningprogramzero
KeepinmindthattheCNCcontrolmustbetoldthelocationoftheprogramzeropointbyonemeansoranother.HowthisisdonevariesdramaticallyfromoneCNCmachineandcontroltoanother8.One(older)methodistoassignprogramzerointheprogram.Withthismethod,theprogrammertellsthecontrolhowfaritisfromtheprogramzeropointtothestartingpositionofthemachine.ThisiscommonlydonewithaG92(orG50)commandatleastatthebeginningoftheprogramandpossiblyatthebeginningofeachtool.
Another,newerandbetterwaytoassignprogramze
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