理解 CNC 运动控制及其三种常见类型

所有形式的 CNC 机床提供的第一个好处是 提高自动化 由于可以减少或消除与生产工件相关的操作员干预。

·         CNC的核心 ：运动控制

·  三种基本运动类型

许多 CNC 机器可以在整个加工周期中无人值守运行，从而使操作员能够自由地执行其他任务。这一优势为 CNC 用户带来了多种附带好处，包括减少操作员疲劳、减少作错误造成的错误以及每个工件的加工时间一致且可预测。由于机器将在程序控制下运行，因此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。这些轴可以沿其行程长度精确自动定位。

CNC 机床不像传统机床那样通过手动转动曲柄和手轮来引起运动，而是允许在 CNC 控制下由伺服电机驱动运动，并由零件程序引导。一般来说，快速、线性和圆形等运动类型、运动轴、运动量以及运动速率或进给速度几乎所有数控机床都可以编程。

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。驱动电机的旋转反过来使滚珠丝杠旋转。滚珠丝杠驱动线性轴。滚珠丝杠另一端的反馈装置允许控制器确认已发生命令的旋转次数。

虽然是一个相当粗略的类比，但在普通台虎钳上可以找到相同的基本直线运动。当您旋转虎钳曲柄时，您会旋转一个丝杠，该丝杠反过来驱动虎钳上的可移动钳口。相比之下，数控机床上的线性轴非常精确。轴驱动电机的转数精确控制沿轴线的线性运动量。

运动方向（轴）

CNC 程序员必须知道可用于 CNC 机床的可编程运动方向（轴）。轴的名称会因机床类型而异。他们总是用信件地址来称呼。线性轴的常用轴名称为 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。字母地址告诉单词类型的控制。CNC 控制制造商在确定单词名称（字母地址）及其含义的方式方面确实有所不同。初级数控程序员必须参考制造商编程手册的控制来确定单词的名称和含义。以下是一些单词类型及其常见字母地址规范的简要列表。

· O - 程序编号（用于程序识别）

· N - 序列号（用于行识别）

· G - 准备功能（见下文）

· X - X 轴名称

· Y - Y-axis designation

· Z - Z-axis designation

· R - Radius designation

· F - Feedrate designation

· S - 主轴转速名称

· H - 刀具长度偏移名称

· D - 刀具半径偏移名称

· T - 工具名称

· M - 杂项功能

旋转轴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，旋转轴运动的终点以度（而不是英寸或毫米）为单位指定。

三种基本运动类型

虽然您的特定 CNC 机床可能具有更多运动类型，具体取决于您的应用，但让我们专注于几乎所有形式的 CNC 设备上可用的三种最常见的类型。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，强调所有三种运动的使用。

· 快速运动（也称为定位）

这种运动类型用于以机器尽可能快的速度命令运动。它用于最大限度地减少加工周期中的非生产时间。快速运动的常见用途包括将刀具定位到切削位置或从切削位置定位、移动到清除夹具和其他障碍物，以及通常程序期间的任何非切削运动。

· 直线运动

这种运动类型允许程序员命令完美的直线运动，正如我们之前讨论线性插值时所讨论的那样。这种运动类型还允许程序员指定运动过程中要使用的运动速率（进给速率）。直线运动可以在任何需要直线切削运动时使用，包括钻孔、车削直径、面或锥度时，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进行运动。正如我们前面介绍圆插值时所讨论的，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提出的所有与进给率相关的观点仍然适用。

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