关键字:三坐标测量机、数控系统、控制器、测头、电机、驱动器

    CNC数控系统的组成
    数控系统主要是由控制器、驱动器、细分器、光栅、测头、电机几部分组成.

    1.控制器
    控制器由控制卡与控制软件组成,是整个数控系统的核心.现在先进的控制卡大多采用DSP(Digital Signal Processor,即数字信号处理器)代替以前的CPU,DSP所具有的高速动算功能,使得控制周期缩短,大大提高了系统的轨迹控制能力,测量机动作更快,测量效率更高.控制软件是控制系统的一个重要组成部分,软件结构与控制卡的硬件结构及功能密切相关.

• 精确,实时地读取空间坐标值.
  控制软件要对空间坐标值实时读取,以实现对测量值的状态监测和位置控制;另一方面,当测头系统发出采样信号后,要实时地将当前空间坐标值读取,作为测量软件的输入数据.
• 运动轨迹的控制
  控制软件将空间坐标值读取后,与测量软件给出的理论位置进行比较,得到位置偏差,并通过计算可得到速度值,用软件实现数字PID调节后,作为位置控制信号输出给驱动器.
• 状态监测
  为确保测量机的安全运行及测量数控的可靠,还要对测量机的运行状态进行实时监测,对故障进行自诊断处理.
• 测头系统的管理
  为了保证测量的精度和效率,测量机的速度分为运行速度和测量速度.软件控制测头以高速运行到工件表面,再转换为测量速度和法矢方向接触工件,当测头发出采样信号后,除要实时读取空间坐标值外,还要控制三轴电机停止运动,并使测头按原路径和设定的速度回退到一个安全距离.
• 参数的管理与初始化
  数控系统有很多参数,请允许用户修改,并在初始化时设置为默认值.
• 通讯功能
  与测量软件进行通讯,接收测量软件所发出的命令并进行解释,并将控制系统的状态与数据回送给测量软件.

    2.光栅尺
    三座标测量机的长度基准有多种:光栅、感应同步器以及激光干涉仪等.三坐标测量机上应用最广泛的是光栅.
光栅尺主要有金属的和玻璃的几种.有吸附式和敞开式.

    3.细分器
    细分器根据其工作原理的不同,可分为硬细分和软细分.
    硬细分主要是将移相电阻链与数字逻辑电路相结合,得到细分脉冲信号.这是目前应用广泛,通用性强的一种方法,细分倍数一般都是5倍数.
    软细分是以A/D转换器与CPU为核心.细分倍数一般都是8的倍数.

    4.电机
    绝大多数的三座标测量机采用的是直流电机/测速机伺服机组,也有少数采用直线电机、步进电机等.对电机的性能要求是起动扭矩大,起动电压低,时间响应快.

    5.驱动器
    驱动器的性能直接影响机器的运行特性.要求是:调速比高、响应速度快、起动性能好.驱动器不但要具有良好的控制性能,还具有过压、过流、过速、过热等多种保护手段.

    6.操纵盒
    由手操杆和功能键组成.
    操纵杆偏移的方向即是机器运动的方向,偏移的角度控制着机器的运行速度.
    功能键一般有急停键、速度控制键、快、慢速转换键、单轴锁定键、电机加电键、虚点记录键、元素确认键、删除键等组成,不同的操纵盒功能键不完全一样.以上只供参考.
    主要以单片机为核心,不但功能键比较丰富,且具有调试和自检功能,对使用和维护提供了极大的方便.