西門子6ES73683BF010AA0供應(yīng) 西門子6ES73683BF010AA0供應(yīng)
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STEP 7-Micro/WIN 是一種簡(jiǎn)便、易學(xué)的編程軟件，用于 SIMATIC S7-200 自動(dòng)化系統(tǒng)。它功能十分廣泛，甚至非常復(fù)雜的自動(dòng)化任務(wù)也能解決。它調(diào)試簡(jiǎn)便，編程省時(shí)，極具用戶友好性。
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6五軸數(shù)控
具有五軸功能的數(shù)控機(jī)床可以以多種姿態(tài)實(shí)現(xiàn)工件與刀具間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，一方面可以保持刀具更好的加工姿 態(tài)，避免刀具中心極低的切削速度，也可以避免刀具和工件、卡具間的干涉，實(shí)現(xiàn)有限行程內(nèi)更大加工范圍。 五軸功能也是衡量數(shù)控系統(tǒng)能力的重要指標(biāo)。
工件坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)
馬云，鄧紫棋，周杰倫，汪峰，奔跑吧兄弟！
對(duì)于具有轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)的五軸機(jī)床，工件與回轉(zhuǎn)工作臺(tái)固結(jié)，即工件坐標(biāo)系（WCS）與回轉(zhuǎn)工作臺(tái)固結(jié)。當(dāng)工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)后，工件坐標(biāo)系（WCS）必須相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)。此后工件坐標(biāo)系的X,Y,Z與原機(jī)床坐標(biāo)系(MCS)XYZ方向不再一致，五軸插補(bǔ)算法需要隨時(shí)自動(dòng)完成工件坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)，保證正確的刀具運(yùn)行軌跡，如下圖所示。
隨轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)的WCS
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RTCP
五軸加工中，不論是刀具旋轉(zhuǎn)還是轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，都使刀尖點(diǎn)產(chǎn)生了XYZ的附加運(yùn)動(dòng)。五軸數(shù)控系統(tǒng)可以自動(dòng)對(duì)這些轉(zhuǎn)動(dòng)和擺動(dòng)產(chǎn)生的工件與刀尖點(diǎn)間產(chǎn)生的位移進(jìn)行補(bǔ)償，稱之為RTCP（圍繞刀尖點(diǎn)旋轉(zhuǎn)）控制功能。例如，大連光洋的GNC61采用G203起動(dòng)該功能；在西門子840D中，使用TRAORI開啟RTCP；海德漢TNC530中，使用M128開啟RTCP。這樣用戶可以在五軸機(jī)床上，如同3坐標(biāo)一樣的編程，可以適時(shí)加入調(diào)整刀具與工件間姿態(tài)調(diào)整的旋轉(zhuǎn)指令，而不需要考慮這些旋轉(zhuǎn)指令帶來的附加運(yùn)動(dòng)。
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刀具矢量編程
五軸編程中，推薦采用刀具相對(duì)于工件坐標(biāo)系（WCS）的姿態(tài)矢量來表達(dá)工件與刀具的姿態(tài)關(guān)系。這樣處理的結(jié)果是用戶不必考慮五軸機(jī)床的具體類型和結(jié)構(gòu)，相同的工件程序可以在不同類型的五軸機(jī)床上加工，所有與機(jī)床結(jié)構(gòu)相關(guān)的坐標(biāo)處理完全由五軸數(shù)控系統(tǒng)自動(dòng)完成。
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例如，840D采用（A3，B3，C3）來表達(dá)刀具矢量；大連光洋的GNC61采用（VX，VY，VZ）表示刀具在WCS下刀尖點(diǎn)指向控制點(diǎn)的姿態(tài)，對(duì)（VX，VY，VZ）向量長(zhǎng)度無特殊要求。
五軸斜面加工
據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界范圍內(nèi)，五軸機(jī)床真正用于五軸聯(lián)動(dòng)加工僅占5%，
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如葉輪、葉片、航空結(jié)構(gòu)件等特殊零件；73% 用于五軸定向加工，如V型發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、模具制造等；五面體加工占22%[1]，例如機(jī)床上的箱體結(jié)構(gòu)零件。
840D中采用frames的概念，描述空間斜面和坐標(biāo)系。
TNC530中采用PLANE功能定義加工作業(yè)斜面。例如：采用空間角定義斜面：
N50 plane spatial spa+27 spb+0 spc+45 ... 空間角A：旋轉(zhuǎn)角SPA是圍繞機(jī)床固定X軸旋轉(zhuǎn)；空間角B：旋轉(zhuǎn)角SPB是圍繞機(jī)床固定Y軸旋轉(zhuǎn)；空間角C：旋轉(zhuǎn)角SPC是圍繞機(jī)床固定Z軸旋轉(zhuǎn)。除了空間角定義外，TNC530還支持投影角、歐拉角、三點(diǎn)等多種空間斜面定義。
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GNC61在工件坐標(biāo)系WCS下，設(shè)有G92坐標(biāo)系，該坐標(biāo)系負(fù)責(zé)對(duì)其上的用戶定義的坐標(biāo)系整體偏移， 可以用來表達(dá)卡具的基準(zhǔn)。在G92坐標(biāo)系內(nèi)，用戶可以定義G54, G55, G56, G57, G58, G59坐標(biāo)系，可以用來表達(dá)同一卡具基準(zhǔn)下的多個(gè)工件各自的坐標(biāo)系。GNC61設(shè)計(jì)了程序局部坐標(biāo)系G52，該坐標(biāo)系位于G54-G59下，可以任意旋轉(zhuǎn)傾斜。在設(shè)定的加工程序中有效，一旦新加載程序，G52會(huì)自動(dòng)清0。GNC61支持用戶在程序中直接定義G52（空間角）來指定一個(gè)傾斜的坐標(biāo)系。此外GNC61還提供其他傾斜的坐標(biāo)系定義的內(nèi)建函數(shù)，包括：SG52_EULER，通過歐拉角的方式來指定G52旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系；；SG52_2VEC，通過使用兩個(gè)矢量來定義加工面；SG52_3PT，通過三點(diǎn)的方式來指定G52旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系。
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此外在定義斜面的基礎(chǔ)上，五軸數(shù)控系 統(tǒng)還需要支持刀具自動(dòng)定向到垂直于斜面的姿態(tài)。海德漢的TNC530有3種處理方式MOVE、TRUN、STAY。其MOVE模式在開啟RTCP的情況下，實(shí)現(xiàn)刀具自動(dòng)定向，即保持刀尖點(diǎn)不動(dòng)；TRUN模式下刀具自動(dòng)定向，但不開啟RTCP，即刀具只擺動(dòng)，不進(jìn)行RTCP補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)；STAY則表示不產(chǎn)生任何運(yùn)動(dòng)，但相應(yīng)的所需的運(yùn)動(dòng)量被系統(tǒng)變量保存。大連光洋GNC61在自動(dòng)加工模式下，GNC61支持兩種自動(dòng)刀具定向指令：G200刀具自動(dòng)垂直斜面非RTCP；G201 刀具自動(dòng)垂直斜面帶RTCP。
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五軸插補(bǔ)
通常在默認(rèn)狀態(tài)下所謂五軸數(shù)控系統(tǒng)采用五軸直線插補(bǔ)，
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即將ABC增量等同直線增量進(jìn)行插補(bǔ)。不論是否開啟RTCP五軸直線插補(bǔ)在都沒有直接約束刀具的側(cè)刃，可能造成側(cè)刃形成的零件尺寸和形貌不符合要求。為此，數(shù)控廠商往往還支持其他約束側(cè)刃的特殊的五軸插補(bǔ)。
5.1平面刀矢插補(bǔ)
在沖裁模具中，存在大量側(cè)壁保持平面的要求；航 空薄壁結(jié)構(gòu)件也存在大量側(cè)壁傾斜要求的型腔銑削加工；焊接零件焊接坡口也有銑傾斜面的要求。840D提供ORIVECT，以及GNC61的G213都是上述功能。通常該功能自動(dòng)啟動(dòng)RTCP。
5.2雙樣條約束插補(bǔ)
即指定刀尖點(diǎn)的樣條曲線，再另一條約束刀具的樣條曲線，數(shù)控系統(tǒng)將完成兩樣條曲線約束的直紋面的插補(bǔ)。840D提供ORICURVE，以及GNC61提供的G6.3X都實(shí)現(xiàn)上述功能。
5.3圓錐插補(bǔ)
指定刀具矢量沿特定圓錐表面運(yùn)行。
該插補(bǔ)功能適合加工圓錐及空間斜面間圓錐過渡曲面。840D提供的ORICONCWORICONCCWORICONIOORICONTO即完成上述功能。
空間刀具半徑補(bǔ)償
對(duì)于五軸加工，RTCP起到了刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償?shù)淖饔�。而五軸的刀具半徑的補(bǔ)償可以在不修改五軸加工程序中工件表面坐標(biāo)點(diǎn)的情況下，調(diào)整各種類型的刀具，均能保證工件表面形狀的正確。在FANUC級(jí)的30i系列數(shù)控系統(tǒng)和西門子高端的840D系統(tǒng)都支持上述功能。
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五軸速度平滑
在五軸加工中，由于開啟RTCP，以及各種特殊的五 軸算法，例如平面矢量插補(bǔ)、雙樣條約束插補(bǔ)等，都可能造成各直線進(jìn)給軸速度的波動(dòng)，這些波動(dòng)有時(shí)會(huì)造成機(jī)床振動(dòng)，影響零件表面加工質(zhì)量，超過機(jī)床允許范圍。為此五軸數(shù)控系統(tǒng)需要對(duì)各軸速度進(jìn)行平滑調(diào)整。目前FANUC級(jí)的30i系列數(shù)控系統(tǒng)和西門子高端的840D系統(tǒng)都支持上述功能。
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7工作流程
1、輸入：零件程序及控制參數(shù)、補(bǔ)償量等數(shù)據(jù)的輸入，可采用光電閱讀機(jī)、鍵盤、磁盤、連接上級(jí)計(jì)算機(jī)的DNC 接口、網(wǎng)絡(luò)等多種形式。CNC裝置在輸入過程中通常還要完成無效碼刪除、代碼校驗(yàn)和代碼轉(zhuǎn)換等工作。
2、譯碼：不論系統(tǒng)工作在MDI方式還是存儲(chǔ)器方式，都是將零件程序以一個(gè)程序段為單位進(jìn)行處理，把其中的各種零件輪廓信息（如起點(diǎn)、終點(diǎn)、直線或圓弧等）、加工速度信息（F 代碼）和其他輔助信息（M、S、T代碼等）按照一定的語(yǔ)法規(guī)則解釋成計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的數(shù)據(jù)形式，并以一定的數(shù)據(jù)格式存放在指定的內(nèi)存專用單元。在譯碼過程中，還要完成對(duì)程序段的語(yǔ)法檢查，若發(fā)現(xiàn)語(yǔ)法錯(cuò)誤便立即報(bào)警。
3、刀具補(bǔ)償：刀具補(bǔ)償包括刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償和刀具半徑補(bǔ)償。通常CNC裝置的零件程序以零件輪廓軌跡編程，刀具補(bǔ)償作用是把零件輪廓軌跡轉(zhuǎn)換成刀具中心軌跡。在比較好的CNC裝置中，刀具補(bǔ)償?shù)墓ぜ�包括程序段之間的自動(dòng)轉(zhuǎn)接和過切削判別，這就是所謂的C刀具補(bǔ)償。
4、進(jìn)給速度處理：編程所給的刀具移動(dòng)速度，是在各坐標(biāo)的合成方向上的速度。速度處理首先要做的工作是根據(jù)合成速度來計(jì)算各運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的分速度。在有些CNC裝置中，對(duì)于機(jī)床允許的***低速度和速度的限制、軟件的自動(dòng)加減速等也在這里處理。
5、插補(bǔ)：插補(bǔ)的任務(wù)是在一條給定起點(diǎn)和終點(diǎn)的曲線上進(jìn)行“ 數(shù)據(jù)點(diǎn)的密化 ”。插補(bǔ)程序在每個(gè)插補(bǔ)周期運(yùn)行一次，在每個(gè)插補(bǔ)周期內(nèi)，根據(jù)指令進(jìn)給速度計(jì)算出一個(gè)微小的直線數(shù)據(jù)段。通常，經(jīng)過若干次插補(bǔ)周期后 ，插補(bǔ)加工完一個(gè)程序段軌跡，即完成從程序段起點(diǎn)到終點(diǎn)的“數(shù)據(jù)點(diǎn)密化”工作。
6、位置控制：位置控制處在伺服回路的位置環(huán)上， 這部分工作可以由軟件實(shí)現(xiàn)， 也可以由硬件完成。它的主要任務(wù)是在每個(gè)采樣周期內(nèi)，將理論位置與實(shí)際反饋位置相比較， 用其差值去控制伺服電動(dòng)機(jī)。在位置控制中通常還要完成位置回路的增益調(diào)整、各坐標(biāo)方向的螺距誤差補(bǔ)償和反向間隙補(bǔ)償，以提高機(jī)床的定位精度。
7、I/0 處理：I/O 處理主要處理CNC裝置面板開關(guān)信號(hào)，機(jī)床電氣信號(hào)的輸入、輸出和控制（如換刀、換擋、冷卻等）。
8、顯示：CNC裝置的顯示主要為操作者提供方便，通常用于零件程序的顯示、參數(shù)顯示、刀具位置顯示、機(jī)床狀態(tài)顯示、報(bào)警顯示等。有些CNC裝置中還有刀具加工軌跡的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)圖形顯示。
9、診斷：對(duì)系統(tǒng)中出現(xiàn)的不正常情況進(jìn)行檢查、定位，包括聯(lián)機(jī)診斷和脫機(jī)診斷。
8發(fā)展
數(shù)控系統(tǒng)及相關(guān)的自動(dòng)化產(chǎn)品主要是為數(shù)控機(jī)床配套。數(shù)控機(jī)床是以數(shù)控系統(tǒng)為代表的新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的滲透而形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品：數(shù)控系統(tǒng)裝備的機(jī)床大大提高了零件加工的精度、速度和效率。這種數(shù)控的工作母機(jī)是國(guó)家工業(yè)現(xiàn)代化的重要物質(zhì)基礎(chǔ)之一。
數(shù)值控制（簡(jiǎn)稱“數(shù)控”或“NC”）的概念是把被加工的機(jī)械零件的要求，如形狀、尺寸等信息轉(zhuǎn)換成數(shù)值數(shù)據(jù)指令信號(hào)傳送到電子控制裝置，由該裝置控制驅(qū)動(dòng) 機(jī)床刀具的運(yùn)動(dòng)而加工出零件。而在傳統(tǒng)的手動(dòng)機(jī)械加工中，這些過程都需要經(jīng)過人工操縱機(jī)械而實(shí)現(xiàn)，很難滿足復(fù)雜零件對(duì)加工的要求，特別對(duì)于多品種、小批量 的零件，加工效率低、精度差。
1952年，美國(guó)麻省理工學(xué)院與帕森斯公司進(jìn)行合作，發(fā)明了世界上臺(tái)三坐標(biāo)數(shù)控銑床�？刂蒲b置由2000多個(gè)電子管組成，約一個(gè)普通實(shí)驗(yàn)室大小。伺服機(jī)構(gòu)采用一臺(tái)小伺服馬達(dá)改變液壓馬達(dá)斜盤角度以控制液動(dòng)機(jī)速度。其插補(bǔ)裝置采用脈沖乘法器。這臺(tái)NC機(jī)床的研制成功標(biāo)志著NC技術(shù)的開創(chuàng)和機(jī)械制造的一個(gè)新的、數(shù)值控制時(shí)代的開始。
軟件的應(yīng)用
在1970年的芝加哥展覽會(huì)上，首次展出了由小型機(jī)組成的CNC數(shù)控系統(tǒng)。大約在同時(shí)，英特爾公司發(fā)明了微處理器。1974年，美、日等國(guó)相繼研制出以微處理器為核 心的CNC，有時(shí)也稱為MNC。它運(yùn)用計(jì)算機(jī)存貯器里的程序完成數(shù)控要求的功能。其全部或部分控制功能由軟件實(shí)現(xiàn)，包括譯碼、刀具補(bǔ)償、速度處理、插補(bǔ)、 位置控制等。采用半導(dǎo)體存貯器存貯零件加工程序，可以代替打孔的零件紙帶程序進(jìn)行加工，這種程序便于顯示、檢查、修改和編輯，因而可以減少系統(tǒng)的硬件配 置，提高系統(tǒng)的可靠性。采用軟件控制大大增加了系統(tǒng)的柔性，降低了系統(tǒng)的制造成本。
數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)的引入
隨著NC成為機(jī)械自動(dòng)化加工的重要設(shè)備，在管理和操作之間，都需要有統(tǒng)一的術(shù)語(yǔ)、技術(shù)要求、符號(hào)和圖形，即有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，以便進(jìn)行世界性的技術(shù)交流和貿(mào) 易。NC技術(shù)的發(fā)展，形成了多個(gè)國(guó)際通用的標(biāo)準(zhǔn)：即ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織標(biāo)準(zhǔn)、IEC國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)和EIA美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)等。***早制訂的標(biāo)準(zhǔn) 有NC機(jī)床的坐標(biāo)軸和運(yùn)動(dòng)方向、NC機(jī)床的編碼字符、NC機(jī)床的程序段格式、準(zhǔn)備功能和輔助功能、數(shù)控紙帶的尺寸、數(shù)控的名詞術(shù)語(yǔ)等。這些標(biāo)準(zhǔn)的建立，對(duì) NC技術(shù)的發(fā)展起到了規(guī)范和推動(dòng)作用。ISO基于用戶的需要和對(duì)下一個(gè)5年間信息技術(shù)的預(yù)測(cè)，又在醞釀推出新標(biāo)準(zhǔn)“CNC控制器的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”。它把 AMT（先進(jìn)制造技術(shù)）的內(nèi)容集中在兩個(gè)主要的級(jí)別和它們之間的連接上：級(jí)CAM，為車間和它的生產(chǎn)機(jī)械：第二級(jí)是上一級(jí)，為數(shù)據(jù)生成系統(tǒng)，由 CAD、CAP、 CAE和NC編程系統(tǒng)及相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)組成。
伺服技術(shù)的發(fā)展
伺服裝置是數(shù)控系統(tǒng)的重要組成部分。20世紀(jì)50年代初，世界臺(tái)NC機(jī)床的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)采用液壓驅(qū)動(dòng)。由于液壓系統(tǒng)單位面積產(chǎn)生的力大于電氣系統(tǒng)所產(chǎn)生的 力（約為20:1），慣性小、反應(yīng)快，因此當(dāng)時(shí)很多NC系統(tǒng)的進(jìn)給伺服為液壓系統(tǒng)。70年代初期，由于石油危機(jī)，加上液壓對(duì)環(huán)境的污染以及系統(tǒng)笨重、效率低等原因，美國(guó)GETTYS公司開發(fā)出直流大慣量伺 服電動(dòng)機(jī)，靜力矩和起動(dòng)力矩大，性能良好，F(xiàn)ANUC公司很快于1974年引進(jìn)并在NC機(jī)床上得到了應(yīng)用。從此，開環(huán)的系統(tǒng)逐漸被閉環(huán)的系統(tǒng)取代，液壓伺 服系統(tǒng)逐漸被電氣伺服系統(tǒng)取代。
電伺服技術(shù)的初期階段為模擬控制，這種控制方法噪聲大、漂移大。隨著微處理器的采用，引入了數(shù)字控制。它有以下優(yōu)點(diǎn)：①無溫漂，穩(wěn)定性好。②基于數(shù)值計(jì) 算，精度高。③通過參數(shù)對(duì)系統(tǒng)設(shè)定，調(diào)整減少。④容易做成ASIC電路。對(duì)現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)，伺服技術(shù)取得的突破可以歸結(jié)為：交流驅(qū)動(dòng)取代直流驅(qū)動(dòng)、數(shù)字 控制取代模擬控制、或者稱為軟件控制取代硬件控制。20世紀(jì)90年代，許多公司又研制了直線電動(dòng)機(jī)，由全數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)，剛性高，頻響好，因而可獲得高速 度。
自動(dòng)編程的采用
編程的方法有手工編程和自動(dòng)編程兩種。據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，采用手工編程，一個(gè)零件的編程時(shí)間與機(jī)床加工之比，平均約為30:1。為了提高效率，必須采用計(jì)算機(jī)或 程編機(jī)代替手工編程。自動(dòng)編程需要有自動(dòng)化編程語(yǔ)言，其中麻省理工學(xué)院研制的APT語(yǔ)言是***典型的一種數(shù)控語(yǔ)言，它大大地提高了編程效率。從70年代開始 出現(xiàn)的圖象數(shù)控編程技術(shù)有效地解決了幾何造型、零件幾何形狀的顯示、交互設(shè)計(jì)、修改及刀具軌跡生成、走刀過程的仿真顯示、驗(yàn)證等，從而推動(dòng)了CAD和 CAM向一體化方向發(fā)展。
DNC概念的引入及發(fā)展
DNC概念從“直接數(shù)控”到“分布式數(shù)控”的變化，其內(nèi)涵也發(fā)生了變化�！胺植际綌�(shù)控”表明可用一臺(tái)計(jì)算機(jī)控制多臺(tái)數(shù)控機(jī)床。這樣，機(jī)械加工從單機(jī)自動(dòng)化的模式 擴(kuò)展到柔性生產(chǎn)線及計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)。從通信功能而言，可以在CNC系統(tǒng)中增加DNC接口，形成制造通信網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)是資源共享，通過DNC功 能形成網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)：①對(duì)零件程序的上傳或下傳。②讀、寫CNC的數(shù)據(jù)。③PLC數(shù)據(jù)的傳送。④存貯器操作控制。⑤系統(tǒng)狀態(tài)采集和遠(yuǎn)程控制等。
可編程控制器的采用
在20世紀(jì)70年代以前，NC控制器與機(jī)床強(qiáng)電順序控制主要靠繼電器進(jìn)行。60年代出現(xiàn)了半導(dǎo)體邏輯元件，1969年美國(guó)DEC公司研制出世界上臺(tái)可編程序 控制器PLC。PLC很快就顯示出優(yōu)越性：設(shè)計(jì)的圖形與繼電器電路相似，形象直觀，可以方便地實(shí)現(xiàn)程序的顯示、編輯、診斷、存貯和傳送：PLC沒有繼電器 電路那種接觸不良，觸點(diǎn)熔焊、磨損、線圈燒斷等缺點(diǎn)。因此很快在NC機(jī)床上得到應(yīng)用。在NC機(jī)床上指令執(zhí)行時(shí)間可達(dá)到0.085?s/步，步數(shù) 為32000步。而且，使用PLC還可以大大減少系統(tǒng)的占用空間，提高系統(tǒng)的快速性和可靠性。
傳感器技術(shù)的發(fā)展
一臺(tái)NC系統(tǒng)與機(jī)械連結(jié)在一起時(shí)，它能控制的幾何精度除受機(jī)械因素的影響外，閉環(huán)系統(tǒng)還主要取決于所采用的傳感器，特別是位置和速度傳感器，如可測(cè)量直線 位移和旋轉(zhuǎn)角度的直線感應(yīng)同步器和圓感應(yīng)同步器、直線和圓光柵、磁尺、利用磁阻的傳感器等。這些傳感器由光學(xué)、精密機(jī)械、電子部件組成，一般分辨率為0.01～0.001mm，測(cè)量精度為±0.02～0.002mm/m，機(jī)床工作臺(tái)速度為20m/min以下。隨著機(jī)床精度的不斷提高，對(duì)傳感器的分辨率 和精度也提出了更高的要求。于是出現(xiàn)了具有“細(xì)分”電路的高分辨率傳感器，比如FANUC公司研制的編碼器通過細(xì)分可做到分辨率為10-7r。利用它構(gòu)成 的高精度數(shù)控系統(tǒng)為超精控制及加工創(chuàng)造了條件。
開放技術(shù)的產(chǎn)生
1987年美國(guó)空軍發(fā)表了著名的“NGC（下一代控制器）”計(jì)劃，首先提出了開放體系結(jié)構(gòu)的控制器概念。這個(gè)計(jì)劃的重要內(nèi)容之一便是提出了“開放系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)格（SOSAS）”。美國(guó)空軍把開放的體系結(jié)構(gòu)定義為：在競(jìng)爭(zhēng)的環(huán)境中允許多個(gè)制造商銷售可相互交換和相互操作的模塊。機(jī)床制造商可以在開放系統(tǒng)的平臺(tái) 上增加一定的硬件和軟件構(gòu)成自己的系統(tǒng)。當(dāng)前在市場(chǎng)上開放系統(tǒng)基本上有兩種結(jié)構(gòu)：①CNC+PC主板：把一塊PC主板插入傳統(tǒng)的CNC機(jī)器中，PC板主要 運(yùn)行非實(shí)時(shí)控制，CNC主要運(yùn)行以坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)為主的實(shí)時(shí)控制。②PC+運(yùn)動(dòng)控制板：把運(yùn)動(dòng)控制板插入PC機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)插槽中作實(shí)時(shí)控制用，而PC機(jī)主要作非實(shí) 時(shí)控制。為了增加開放性，主流數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家往往采用方案①，即在不改變?cè)到y(tǒng)基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加一塊PC板，提供鍵盤使用戶能把PC和CNC聯(lián)系在 一起，大大提高了人機(jī)界面的功能。典型的如FANUC公司的150/160/180/210系統(tǒng)。有些廠家也把這種裝置稱為融合系統(tǒng)（fusionsystem），由于它工作可靠，界面開放，越來越受到機(jī)床制造商的歡迎，成為NC技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)之一。
9常見故障
位置環(huán)
這是數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出控制指令，并與位置檢測(cè)系統(tǒng)的反饋值相比較，進(jìn)一步完成控制任務(wù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。它具有很高的工作頻度，并與外設(shè)相聯(lián)接，所以容易發(fā)生故障。
常見的故障有：①位控環(huán)報(bào)警：可能是測(cè)量回路開路；測(cè)量系統(tǒng)損壞，位控單元內(nèi)部損壞。②不發(fā)指令就運(yùn)動(dòng)，可能是漂移過高，正反饋，位控單元故障；測(cè)量元件損壞。③測(cè)量元件故障，一般表現(xiàn)為無反饋值；機(jī)床回不了基準(zhǔn)點(diǎn)；高速時(shí)漏脈沖產(chǎn)生報(bào)警可能的原因是光柵或讀頭臟了；光柵壞了。
伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與電源電網(wǎng)，機(jī)械系統(tǒng)等相關(guān)聯(lián)，而且在工作中一直處于頻繁的啟動(dòng)和運(yùn)行狀態(tài)，因而這也是故障較多的部分。
電源部分
電源是維持系統(tǒng)正常工作的能源支持部分，它失效或故障的直接結(jié)果是造成系統(tǒng)的停機(jī)或毀壞整個(gè)系統(tǒng)。一般在歐美國(guó)家，這類問題比較少，在設(shè)計(jì)上這方面的因素考慮的不多，但在中國(guó)由于電源波動(dòng)較大，質(zhì)量差，還隱藏有如高頻脈沖這一類的干擾，加上人為的因素（如突然拉閘斷電等）。這些原因可造成電源故障監(jiān)控或損壞。另外，數(shù)控系統(tǒng)部分運(yùn)行數(shù)據(jù)，設(shè)定數(shù)據(jù)以及加工程序等一般存貯在RAM存貯器內(nèi)，系統(tǒng)斷電后，靠電源的后備蓄電池或鋰電池來保持。因而，停機(jī)時(shí)間比較長(zhǎng)，拔插電源或存貯器都可能造成數(shù)據(jù)丟失，使系統(tǒng)不能運(yùn)行。
