了解数控运动控制及其三种常见类型

许多数控机床可以在整个加工周期中无人值守地运行，使操作员可以自由地执行其他任务。这一好处为CNC用户提供了几个附带好处，包括减少操作员疲劳，减少操作错误引起的错误，以及每个工件的一致和可预测的加工时间。由于机器将在程序控制下运行，与使用传统机床生产工件的机械师相比，CNC操作员所需的技能水平也降低了。

CNC的核心:运动控制

任何数控机床最基本的功能是自动、精确和一致的运动控制。所有形式的CNC设备都有两个或多个运动方向，称为轴。这些轴可以沿着它们的行程长度精确和自动定位。

传统机床需要手动转动曲柄和手轮来引起运动，而数控机床允许运动由数控控制下的伺服电机驱动，并由零件程序引导。一般来说，运动类型，如快速，直线，和圆，轴线移动，运动量，和运动速度或意味着进给速度是几乎所有的数控机床可编程。

在控制中执行的CNC命令，通常通过程序告诉驱动电机旋转精确的次数。驱动电机的转动带动滚珠丝杠转动。滚珠丝杠驱动直线轴。在滚珠丝杠的另一端的反馈装置允许控制确认所要求的旋转次数已经发生。

虽然这是一个相当粗糙的类比，但在普通的台式虎钳上也可以找到相同的基本线性运动。当你转动虎钳曲柄时，你转动一个丝杠，反过来，带动虎钳上的活动爪。相比之下，数控机床上的线轴是非常精确的。轴驱动电机的转数精确控制沿轴的直线运动量。

运动方向(轴)

数控编程人员必须知道数控机床可用的可编程运动方向(轴)。轴的名称因机床类型而异。他们总是被称为一个信件地址。常见的轴名是直线轴的X、Y、Z、U、V和W，旋转轴的A、B和C。

如前所述，程序由命令组成，命令由单词组成。每个单词都有一个字母地址和一个数值。字母地址告诉控制字的类型。CNC控制制造商在如何确定单词名称(字母地址)及其含义方面有所不同。刚开始数控编程的人必须参考控制厂商的编程手册来确定单词的名称和含义。以下是一些单词类型及其常用信件地址规格的简要列表。

• O -节目编号(用于节目标识)
• N -序列号(用于线路识别)
• G -预备功能(见下文)
• X- X轴指定
• Y- Y轴指定
• Z- Z轴指定
• R -半径标识
• F -速率指定
• S -主轴转速指定
• H -刀具长度偏移指定
• D -刀具半径偏移量指定
• T -工具名称
• M -其他功能

旋转轴的偏离仍然需要一个字母地址(通常是a、B或C)以及运动的端点。但是，旋转轴运动的端点是以度(而不是英寸或毫米)指定的。

三种基本运动类型

虽然您的特定数控机床可能根据您的应用程序有更多的运动类型，但让我们专注于几乎所有形式的数控设备上最常见的三种类型。在简要介绍每种类型的运动之后，我们将展示一个示例程序，强调这三种运动的使用。

• 快速运动(又称定位)

这种运动类型用于命令机器以尽可能快的速度运动。它是用来减少非生产时间在加工周期。快速运动的常见用途包括将工具定位到切割位置，移动到清除夹钳和其他障碍物，以及通常情况下，程序期间的任何非切割运动。

• 直线运动

这种运动类型允许程序员命令完美的直线运动，正如我们之前讨论的线性插值。这种运动类型还允许程序员指定运动期间使用的运动速率(进给速率)。直线运动可以在任何需要直线切削运动的时候使用，包括钻孔，转动直线直径，面或锥度，以及铣削直线表面时。

• 圆周运动

这种运动类型使机器以圆形路径的形式运动。正如前面在我们介绍圆插补时所讨论的，这种运动类型用于在加工过程中生成半径。在我们讨论直线运动时，所有与进给速率有关的要点仍然适用。