计算机数控(CNC)系统.pptx

▪ 9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。2 0.10.2620.10.26Monday, October 26, 2020
▪ 10、人的志向通常和他们的能力成正比例。14:38:0314:38:0314:3810/26/2020 2:38:03 PM ▪ 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。20.10.2614:38:0314:38Oct-2026-Oct-20 ▪ 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。14:38:0314:38:0314:38Monday, October 26, 2020 ▪ 13、志不立，天下无可成之事。20.10.2620.10.2614:38:0314:38:03October 26, 2020
单微处理器结构的CNC框图
2） 单微处理器的结构特点
▪ A）只有一个微处理器，对存储、插补运算、输入 输出控制、CRT显示等CPU实现集中控制分时处理。
▪ B）微处理器通过总线与存储器、输入、输出等各 种接口相连，构成CNC装置。
▪ C）结构简单，易于实现。 ▪ D）实时性要求很高的插补运算受微处理器、字长、
第四章 计算机数控（CNC）系统
▪ 本章重点： ▪ 1计算机数控系统构成及其结构特点 ▪ 2运动轨迹插补原理 ▪ 3刀具补偿
§4-1 数控系统的构成与功能
▪ 1 数字控制的任务
▪ 机械制造工艺中的数字控制就是使工件与刀 具的相对运动形成规定的几何轨迹。对数控 机床来说其根本任务是：运动轨迹行程量和 开关量控制。
▪ 1） 多重中断型结构 除初始化外，整个系 统软件的各种任务模块分别安排成不同级别 的中断服务程序中，所有功能程序根据实时 重要程度不同，分成不同的优先级，从而整 个系统软件成为大的中断系统。
▪ 日本的FANUC—7、6系统都属这类。
▪ 2）前后台型结构 前台程序是中断 服务程序。后台程序是个循环运行 程序，不断被前台程序所中断，二 者共同配合完成零件的加工任务。 适合于单微处理器硬件结构。如A-B 7360CNC。
裁电路 ▪ 总线仲裁通常有串行和并行两种裁决方式。
共享总线多微处理器的结构框图
4）共享存储器结构
▪ 采用多端口存储器RAM来实现各CPU间的互 连和通讯，每个端口都配有一套数据、地址、 控制线以供访问。
▪ 有专门的多端口逻辑控制电路解决访问冲突。 ▪ ActrionⅢ系统就采用这种结构。
共享存储器结构框图
数据宽度，寻址能力和运算速度的限制。
3）多微处理器结构
▪ 多微处理器结构的数控装置中有两个或两以 上CPU，各CPU之间采用紧耦合，资源 共享， 有集中的操作系统。
▪ 多微处理器结构多采用模块化结构，通常采 用共享总线或共享存储器两种典型结构实现 模块间的互连与通讯。
4）共享总线结构
▪ 只有主模块有权控制系统总线。 ▪ 这类结构以系统总线为中心 ▪ 支持多微处理器结构的总线均设计有总线仲
插补
插补
位控
位控 速控 电机 测量
数据流程
2 CNC系统的多任务与实时中断处理
▪ 1）多任务
系统任务
管理
控制
输
速
入 输 出
显 示
I/O 处 理
诊 断
译 码
刀 补
度 处 理
插 补
位 控
2）并行处理多重实时中断
3 常规的软件结构
▪ 数控系统的基本功能是由各个功能子程序 实 现，不同的软件结构对这些子程序的安排方 式不同，管理方法也不同。
▪
来自机床 的控制信号
I/O CPU1
输到机床的 控制信号
插补 CPU2
共享存储器
CRT CPU4
轴控制 CPU3
5）多微处理器结构特点
▪ 性能价格比高。计算速度快，适于多轴控制、 高速、高精度、高效率的要求。
▪ 采用模块化结构，有良好的适应性和扩展性。 ▪ 硬件易于组织规模生产，降低成本。 ▪ 可靠性高。
▪ 1）轴控制功能 ▪ 2）指令机床运动方式的准备功能 ▪ 3）插补功能 ▪ 4）进给功能 工进、快进、倍率进给、同步进给
（车螺纹）
▪ 5）主轴功能 ▪ 6）刀具功能和第二辅助功能（指定工作台分度） ▪ 7）字符图形显示功能 ▪ 8）通讯功能 ▪ 9）自诊断功能 ▪ 10）人机交互图形编程功能
§4-2 CNC的硬件结构
▪ 2 CNC系统的组成
▪ 程序、输入输出设备、CNC控制器、可编程 控制器（PLC）、主轴驱动和进给驱动单元 等组成。其结构框图如下：
CNC系统一般结构框图
输入 装置
通讯 线路
输出 装置
CNC控制器
计算机 硬件与 数控系 统软件
PLCLeabharlann Baidu
主轴控 制单元
电器控 制单元
数度控制 单元
主轴电机
机床电器
进给电机 位置检测
装置
3 CNC控制器的一般工作过程
▪ CNC的工作是在计算机硬件支持下，执行软 件控制功能的全过程。具体来说经过了
▪ 1）输入 ▪ 2）译码 ▪ 3）刀具补偿 ▪ 4）进给速度处理 ▪ 5）插补
▪ 6）位置控制 ▪ 7）I/O处理 ▪ 8）显示 ▪ 9）故障诊断
CNC信息流程
4 CNC的控制主要功能
• 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other fam ous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.
▪ 1 常规CNC的硬件结构 ▪ 三种结构形式： ▪ （1）总线式模块化结构的CNC，32位多用于
多轴控制的高档数控机床。
▪ （2）是以单板或专用芯片及模板组成的结构 紧凑的CNC，大量用于中档数控机床
▪ （3）基于通用计算机基础之上开发的CNC ▪ 1） 单微处理器结构 ▪ 发展初期的一些经济型数控机床采用此结构。
2 开放式CNC的硬件结构
▪ 可互操作性 ▪ 可移植性 ▪ 可缩放性 ▪ 可相互替代性
§4-3 CNC系统软件
概述 数控机床实现零件的自动加工原因。 数控装置是依靠其硬件支持，通过运行其软 件完成零件自动加工过程。 各个软件相互协调完成数控任务。
1 三种典型软硬件界面
输入
插补 准备
输入
插补 准备