第五章 典型的计算机数控系统
典型数控系统
德国海德汉尔530数控系统
Heidenhain的iTNC530 控制系统是适合铣床、 加工中心或需要优化刀 具轨迹控制之加工过程 的通用性控制系统，属 于高端数控系统。该系 统的数据处理时间比以 前的TNC系列产品快8倍， 所配备的“快速以太网” 通讯接口能以100Mbit／ s的速率传输程序数据， 比以前快了10倍，新型 程序编辑器具有大型程 序编辑能力，可以快速 插入和编辑信息程序段。
是用计算机控制加工功能，实现数值控制的系统。CNC系统根据计算 机存储器中存储的控制程序，执行部分或全部数值控制功能，并配有 接口电路和伺服驱动装置，用于控制自动化加工设备的专用计算机系
统。
• CNC系统由数控程序存储装置（从早期的纸带到磁环，到磁带、磁 盘到计算机通用的硬盘）、计算机控制主机（从专用计算机进化到PC体 系结构的计算机）、可编程逻辑控制器（PLC）、主轴驱动装置和进给 （伺服）驱动装置（包括检测装置）等组成。 • CNC系统是一个专用的实时多任务计算机系统，在它的控制软件中 融合了当今计算机软件技术中的许多先进技术，其中最突出的是多任务 并行处理和多重实时中断。 • CNC系统是一种位置控制系统。其控制过程是根据输入的信息(加工 程序)，进行数据处理、插补运算，获得理想的运动轨迹信息，然后输出 到执行部件，加工出所需要的工件。CNC系统的核心是CNC装置。由于 采用了计算机，使CNC装置的性能和可靠性提高，促使CNC系统迅速发 展。
• • • ①0i系列——只卖给中国(如沈阳机床厂)②16i系列——可以卖给台湾、韩国 ③30i系列——供本国和美国使用 新系列:150i/160i/180i/210i
0D系列： 0—TD 用于车床 0—MD 用于铣床及小型加工中心 0—GCD 用于圆柱磨床 0—GSD 用于平面磨床 0—PD 用于冲床 0C系统：0—TC 用于普通车床、自动车床 0—MC 用于铣床、钻床、加工中心 0—GCC 用于内、外磨床 0—GSC 用于平面磨床 0—TTC 用于双刀架、4轴车床 POWER MATE 0：用于2轴小型车床 0i系列：0i—MA 用于加工中心、铣床 0i—TA 用于车床，可控制4轴 16i 用于最大8轴，6轴联动 18i 用于最大6轴，4轴联动 160/18MC 用于加工中心、铣床、平面磨床 160/18TC 用于车床、磨床 160/18DMC 用于加工中心、铣床、平面磨床的开放式CNC系统 160/180TC 用于车床、圆柱磨床的开放式CNC系统
常见的数控系统
常见的数控系统常用的数控系统有发那科、西门子、三菱、广数、华中等数控系统。
发那科（FANUC）系统FANUC系统是日本富士通公司的产品，通常其中文译名为发那科。
FANUC系统进入中国市场有非常悠久的历史，有多种型号的产品在使用，使用较为广泛的产品有FANUC0、FANUC16、FANUC18、FANUC21等。
在这些型号中，使用最为广泛的是FANUC0系列。
系统在设计中大量采用模块化结构。
这种结构易于拆装、各个控制板高度集成，使可靠性有很大提高，而且便于维修、更换。
FANUC系统设计了比较健全的自我保护电路。
PMC信号和PMC功能指令极为丰富，便于工具机厂商编制PMC控制程序，而且增加了编程的灵活性。
系统提供串行RS232C接口，以太网接口，能够完成PC和机床之间的数据传输。
FANUC系统性能稳定，操作界面友好，系统各系列总体结构非常的类似，具有基本统一的操作界面。
FANUC系统可以在较为宽泛的环境中使用，对于电压、温度等外界条件的要求不是特别高，因此适应性很强。
鉴于前述的特点，FANUC系统拥有广泛的客户。
使用该系统的操作员队伍十分庞大，因此有必要了解该系统的一些软、硬件上的特点。
我们可以通过常见的FANUC0系列了解整个FANUC系统的特点。
⑴刚性攻丝主轴控制回路为位置闭环控制，主轴电机的旋转与攻丝轴（Z轴）进给完全同步，从而实现高速高精度攻丝。
⑵复合加工循环复合加工循环可用简单指令生成一系列的切削路径。
比如定义了工件的最终轮廓，可以自动生成多次粗车的刀具路径，简化了车床编程。
⑶圆柱插补适用于切削圆柱上的槽，能够按照圆柱表面的展开图进行编程。
⑷直接尺寸编程可直接指定诸如直线的倾角、倒角值、转角半径值等尺寸，这些尺寸在零件图上指定，这样能简化部件加工程序的编程。
⑸记忆型螺距误差补偿可对丝杠螺距误差等机械系统中的误差进行补偿，补偿数据以参数的形式存储在CNC的存储器中。
⑹CNC内装PMC编程功能PMC对机床和外部设备进行程序控制⑺随机存储模块MTB（机床厂）可在CNC上直接改变PMC程序和宏执行器程序。
典型数控系统介绍课件
应用领域
发展历程
FANUC系统广泛应用于加工中心、数控车 床、磨床和铣床等机床设备。
FANUC系统自上世纪70年代推出以来，不 断进行技术升级和产品迭代，始终保持其 在数控领域的领先地位。
Siemens数控系统
技术特点
Siemens数控系统以其强大的 计算和控制能力著称，能够实
现复杂零件的高效加工。
03
应用领域
高效化发展的数控系统将广泛应用于汽车、航空航天、模具制造等领域
，满足这些行业对高效率和高精度的加工需求。
数控系统的智能化发展
智能化发展
随着人工智能和物联网技术的快速发展，数控系统的智能化成为未来的重要趋势。通过引 入人工智能算法和大数据技术，数控系统可以实现自适应加工、智能故障诊断等功能。
应用软件
根据具体的加工需求，开发用于实现特定加工功能的 软件。
支撑软件
提供软件开发和运行的支撑环境，如操作系统、数据 库管理系统等。
数控系统的功能特点
高精度加工
数控系统采用数字化控制方式，能够实现高 精度的加工。
自动化程度高
数控系统能够实现加工过程的自动化，减少 人工干预，提高生产效率。
加工灵活
数控系统可以通过改变加工程序实现不同零 件的加工，具有很高的灵活性。
故障排除
根据故障分析结果，采取相应的措施进行故障排 除，如更换部件、调整参数、修复软件等。
ABCD
故障分析
根据故障的表现和特征，分析故障产生的原因和 可能的影响范围。
预防措施
针对故障产生的原因，采取相应的预防措施，以 降低故障发生的概率和影响程度。
05
数控系统的未来发 展趋势
数控系统的高效化发展
伺服系统
2020年（数控加工）计算机数控系统
2020年（数控加⼯）计算机数控系统（数控加⼯）计算机数控系统第3章计算机数控系统3．1 计算机数控（CNC）系统的基本概念计算机数控（computerized numerical contro，简称CNC）系统是⽤计算机控制加⼯功能，实现数值控制的系统。
CNC系统根据计算机存储器中存储的控制程序，执⾏部分或全部数值控制功能．由⼀台计算机完成以前机床数控装置所完成的硬件功能，对机床运动进⾏实时控制。
CNC系统由程序、输⼊装置、输出装置、CNC装置、PLC、主轴驱动装置和进给（伺眼）驱动装置组成。
由于使⽤了CNC装置，使系统具有软件功能，⼜⽤PLC取代了传统的机床电器逻辑控制装置，使系统更⼩巧，灵活性、通⽤性、可靠性更好，易于实现复杂的数控功能，使⽤、维修也⽅便，并且具有与上位机连接及进⾏远程通信的功能。
3．2 微处理器数控（MNC）系统的组成⼤多数CNC装置现在都采⽤微处理器构成的计算机装置，故也可称微处理器数控系统（MNC）。
MNC⼀般由中央处理单元（CPU）和总线、存储器（ROM，RAM）、输⼊/输出（I／O）接⼝电路及相应的外部设备、PLC、主轴控制单元、速度进给控制单元等组成。
图3 .2.1为MNC 的组成原理图。
3.2.1中央处理单元（CPU）和总线(BUS）CPU是微型计算机的核⼼，由运算器、控制器和内寄存器组组成。
它对系统内的部件及操作进⾏统⼀的控制，按程序中指令的要求进⾏各种运算，使系统成为⼀个有机整体。
总线（BUS）是信息和电能公共通路的总称，由物理导线构成。
CPU与存储器、I/O 接⼝及外设间通过总线联系。
总线按功能分为数据总线（DB）、地址总线（AB）和控制总线（CB）。
３．２．２存储器(memory)(１)概述存储器⽤于存储系统软件（管理软件和控制软件）和零件加⼯程序等，并将运算的中间结果和处理后的结果（数据）存储起来。
数控系统所⽤的存储器为半导体存储器。
（２）半导体存储器的分类①随机存取存储器（读写存储器）ＲＡＭ（random access memory）⽤来存储零件加⼯程序，或作为⼯作单元存放各种输出数据、输⼊数据、中间计算结果，与外存交换信息以及堆栈⽤等。
计算机数控系统概述
计算机数控系统概述1. 引言计算机数控系统（Computer Numerical Control System，简称CNC）是一种利用计算机控制设备进行数控加工的系统。
它可以精确地控制机床进行加工，实现高效、精确、自动化的生产过程。
本文将对计算机数控系统的概述进行介绍。
2. 计算机数控系统的基本原理计算机数控系统的基本原理是利用计算机作为控制器，通过控制电路将计算机指令转换为对机床驱动系统的控制信号，从而实现机床的运动控制。
计算机数控系统主要由硬件和软件两部分组成。
2.1 硬件部分计算机数控系统的硬件部分包括计算机、控制电路、传感器和执行机构等。
计算机作为系统的核心，负责接收用户输入的指令，并将其转换为对机床控制信号的输出。
控制电路负责将计算机输出的信号转换为机床驱动系统所需的控制信号。
传感器用于感知机床的状态，反馈给计算机系统，从而实现对机床的闭环控制。
执行机构则是根据计算机指令进行具体的动作运动。
2.2 软件部分计算机数控系统的软件部分主要包括操作系统、CAD/CAM软件和控制程序等。
操作系统是计算机数控系统的基础，提供系统的运行环境和资源管理等功能。
CAD/CAM软件用于在计算机上进行工艺设计和加工路径规划，将其转换为机床控制程序。
控制程序则是实际控制机床运动的程序，根据用户的指令进行运算和控制，从而实现机床工作。
3. 计算机数控系统的优势计算机数控系统相比传统的手动操作具有以下几个优势：3.1 高精度计算机数控系统可以实现对机床的高精度控制，通过精确的指令和闭环控制，可以实现极高的加工精度，满足各种高精度加工需求。
3.2 高效率计算机数控系统可以根据加工路径规划和优化，在最短时间内完成加工任务，提高生产效率，并且可以实现自动化连续加工，大大节省人力成本。
3.3 灵活性计算机数控系统可以根据用户的不同需求进行编程和调整，可以灵活适应各种加工任务的需求，提供更多的加工选择和变化。
4. 计算机数控系统的应用领域计算机数控系统广泛应用于各个领域的制造业，包括航空航天、汽车制造、电子设备、模具制造等。
计算机数控系统分析
计算机数控系统分析1. 简介计算机数控系统（Computer Numerical Control System，简称CNC 系统）是一种利用计算机控制机床进行工作的自动化系统。
它通过预先编制好的指令集控制机床完成不同的加工任务，提高了生产效率和加工精度。
本文将对计算机数控系统进行详细的分析。
2. 结构和原理计算机数控系统由计算机、伺服系统、控制系统和执行系统组成。
2.1 计算机计算机是CNC系统的核心部分，负责接收和分析用户输入的指令，并将其转化为控制信号发送给伺服系统。
计算机还负责储存和处理各种参数和数据，以供后续使用。
伺服系统是用来控制机床实现运动的部分。
它包括伺服电机、编码器和伺服控制器。
伺服电机接收控制信号，转化为运动力，使机床能够进行各种运动。
编码器用来反馈电机的位置信息，确保运动的准确性。
伺服控制器根据编码器的反馈信息，调整伺服电机的控制信号，使机床运动更加精确。
2.3 控制系统控制系统是CNC系统的核心，负责接收处理计算机发出的控制信号，并将其转化为运动指令发送给伺服系统。
控制系统还负责监测伺服系统的运行状态，以确保机床的安全运行。
执行系统是指由机床本身的组件组成的部分，用来实现具体的加工任务。
它包括主轴、进给轴、刀具等，能够完成铣削、车削、钻孔等各种工艺操作。
3. 优势和应用计算机数控系统相比传统的机床有许多优势，主要体现在以下几个方面：3.1 高精度计算机数控系统通过数字化控制，能够实现高精度的加工。
在正常运行和设备校准的情况下，可以达到很高的加工精度。
3.2 高效率计算机数控系统能够通过事先编写好的程序来控制机床的运动，大大提高了生产效率。
并且CNC系统还能够实现多工位/多工件加工，使得生产效率更高。
3.3 灵活性计算机数控系统的灵活性比传统机床更强。
只需要修改或调整编程指令，就能够实现不同形状、尺寸的加工任务，能够适应不同的生产需求。
计算机数控系统广泛应用于各个行业，主要包括模具制造、航空航天、汽车制造等。
计算机数控系统
计算机数控系统计算机数控系统是一种基于计算机和数字控制技术的自动化生产工艺，被广泛应用于各种机械加工、制造领域。
计算机数控系统可以通过预先编程的指令，精准控制机械设备完成各种复杂的切削、钻孔、雕刻等加工工作，有效提高生产效率和产品质量。
计算机数控系统由三部分构成：硬件系统、软件系统和自动控制系统。
硬件系统包括机械设备、传感器、执行机构等，软件系统包括CAD/CAM软件、刀具路径生成软件和运动控制软件等，自动控制系统是整个系统的核心部分，通过接收软件系统的指令控制硬件系统的运动并实时反馈机械设备位置信息。
计算机数控系统的核心是自动控制系统，可以将预先编写好的数控程序通过连接电脑与机械设备的接口输入机械设备中，机械设备将按照预先编写的数控程序执行各种加工操作。
计算机数控系统不仅可以提高生产效率，而且能够极大的降低人力成本，提高生产的效率和质量。
计算机数控系统的应用十分广泛，可以应用于各个领域。
在机械制造领域中，数控技术的应用不仅可以提高生产效率，还可以创造更高的利润，同时可以提高产品的质量、准确性和可靠性。
在汽车制造和航空航天领域的零部件加工中，计算机数控系统大大提高零件的生产效率和精度，从而大大节约了成本。
在造船领域中，计算机数控系统使用可以提供更高的加工效率和更高的准确性，同时也可以使工作条件更加稳定和安全。
在医疗行业中，计算机数控系统也有广泛的应用。
例如，口腔修复，计算机数控系统可以根据患者的牙齿数据精确制造修复物，缩短整个制作过程，提高效率和质量。
在骨科领域，计算机数控系统可以生产出更精密的人工骨头，使患者在医疗过程中获得更好的治疗效果。
总的来说，计算机数控系统是一个重要的生产工具和技术，它可以帮助制造企业提高生产效率和准确性，同时也为广泛的适用领域提供了先进的生产技术和工具。
未来，计算机数控系统将继续发展，为制造业和其他行业创造更高效率、质量、安全的生产条件和环境。
计算机数控系统
一、CNC系统的定义与结构计算机数控系统（简称CNC系统）是在硬件数控的基础上发展起来的，它用一台计算机代替先前的数控装置所完成的功能。
所以，它是一种包含有计算机在内的数字控制系统，根据计算机存储的控制程序执行部分或全部数控功能。
依照EIA所属的数控标准化委员会的定义，CNC是用一个存储程序的计算机，按照存储在计算机内的读写存储器中的控制程序去执行数控装置的一部分或全部功能，在计算机之外的唯一装置是接口。
目前在计算机数控系统中所用的计算机已不再是小型计算机，而是微型计算机，用微机控制的系统称为MNC系统，亦统称为CNC系统。
由于这二者的控制原理基本相同，因此本章将一并讨论这两种控制系统。
由上述定义可知，CNC系统与传统NC系统的区别在于：CNC系统附加一个计算机作为控制器的一部分，其组成框图如图3-1所示。
图中的计算机接收各种输入信息(如键盘、面板等输入的指令信息)，执行各种控制功能(如插补计算、运行管理等等)。
而硬件电路完成其他一些控制操作。
图3-1 计算机数控系统方框图图3-2给出了较详细的微处理机数控系统（MNC）方框图。
从图中可以看出，它主要由中央处理单元(CPU)，存储器、外部设备以及输入/输出接口电路等部分所组成。
图3-2 微处理机数控系统方框图图3-3为某CNC铣床系统中外部设备通过其相应接口与计算机连接的示意图。
二、CNC系统软件这里指的是为实现CNC系统各项功能所编制的专用软件，即存放于计算机内存中的系统程序。
它一般由输入数据处理程序、插补运算程序、速度控制程序、管理程序和诊断程序等组成。
现分述如下：1、输入数据处理程序输入数据处理程序接收输入的零件加工程序，将其用标准代码表示的加工指令和数据进行翻译、整理，按所规定的格式存放。
有些系统还要进一步进行刀具半径偏移的计算，或为插补运算和速度控制等进行一些预处理。
总之，输入数据处理程序一般包括下述三项内容：(1) 输入。
输入到CNC装置的有零件加工程序、控制参数和补偿数据。
计算机数控系统结构资料课件
利用多项式函数逼近曲线，实现曲 线插补。
刀具补偿原理
刀具长度补偿
根据刀具长度调整加工 点位置，补偿刀具长度 误差。
刀具半径补偿
根据刀具半径调整加工 点位置，补偿刀具半径 误差。
工件补偿
通过对工件尺寸的测量 和调整，补偿工件安装 误差。
加工过程控制原理
切削力控制
01
通过检测切削力的大小和方向，调整切削参数，保证加工过程
计算机数控系统的未来展望
新材料加工
随着新材料的应用，计算机数控系统将面临新的挑战和机遇。
人工智能与机器学习
人工智能和机器学习技术将在计算机数控系统中得到更广泛的应用 ，进一步提高加工精度和效率。
绿色制造
计算机数控系统将更加注重环保和节能，推动绿色制造的发展。
THANKS
感谢观看
伺服驱动系统
伺服驱动系统是计算机数控系统 中用于控制机床执行机构的部件
。
伺服驱动系统包括伺服电机和驱 动器，通过接收数控装置发出的 控制指令，驱动机床执行机构进
行精确的定位和运动。
伺服驱动系统具有高精度和高响 应性能，能够实现快速、准确的
加工。
03
计算机数控系统的软件结 构
系统软件
系统软件是计算机数控系统的基本软 件，负责管理计算机数控系统的硬件 资源，包括处理器、内存、输入输出 设备等。
嵌入式软件是嵌入在硬件中的软件，用于控制和监视硬件设 备的运行。
嵌入式软件包括实时操作系统、设备驱动程序、控制算法等 ，它们能够实现计算机数控系统的实时控制和智能监控。
04
计算机数控系统的控制原 理
插补原理
直线插补
将两点间的直线段进行等分，计 算出等分点的坐标值，实现直线
计算机数控系统
计算机数控系统计算机数控系统（Computer Numerical Control，简称CNC）是一种通过计算机控制的自动化系统，用于控制数控机床进行加工操作。
本文将介绍计算机数控系统的基本原理、应用领域、优势以及发展趋势。
一、基本原理计算机数控系统采用数字信号进行操作指令的传递，通过计算机编程控制数控机床的运动和加工过程。
它利用数学模型、控制算法和编程语言等技术手段，将设计图纸转化为机床运动轨迹，实现复杂零件的加工和加工过程的自动化控制。
二、应用领域计算机数控系统广泛应用于各个制造领域，涵盖了机械、航空航天、汽车、船舶、电子、医疗器械等众多行业。
它能够实现高精度、高效率、高可靠性的加工，满足不同行业对产品质量和生产效率的需求。
三、优势1. 提高生产效率：计算机数控系统采用自动化控制，可以实现连续、高速、精确的加工，比传统的手工操作更加高效。
2. 提高加工精度：计算机数控系统利用数学模型和精确的运动控制，可以实现高精度的零件加工，提高产品质量。
3. 灵活性强：计算机数控系统可以根据不同的加工要求进行编程调整，适应不同的产品加工需求。
4. 降低人力成本：计算机数控系统的自动化控制减少了对工人的依赖，降低了人力成本。
5. 提高安全性：计算机数控系统的自动化控制减少了工人在操作过程中的风险，提高了工作安全性。
四、发展趋势1. 精度和效率的提升：随着科学技术的进步，计算机数控系统的加工精度和效率将不断提升，满足市场对高质量、高效率产品的需求。
2. 多功能化的发展：计算机数控系统将逐渐发展为多功能的加工系统，能够实现更复杂的加工操作，提供更多的选择和灵活性。
3. 人工智能的应用：人工智能技术的应用可以使计算机数控系统更加智能化和自适应，提高系统的自动化程度和智能化水平。
4. 数据化与互联网的结合：计算机数控系统可以结合互联网技术，实现数据化管理和远程控制，提高生产管理的效率和精确度。
总结计算机数控系统作为现代制造业的重要技术手段，正在不断得到广泛应用和发展。
第五章 数控系统中的PLC控制汇总
序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
公司名称
FANUC FANUC FANUC FANUC FANUC FANUC SIEMENS SIEMENS SIEMENS SIEMENS SIEMENS
CNC系统型号
System 0 System 0 Mate System 3 System 6 System 10/11 System 15/16/18 SINUMERIK 820 SINUMERIK 3 SINUMERIK 8 SINUMERIK 850 SINUMERIK 880
第二节 数控系统中的PLC
一、PLC的结构、特点及其工作过程 （一）PLC的基本结构
PLC的种类型号很多，大、中、小型PLC的功能不尽相同， 其结构也各不相同，但它们的基本结构形式大体上是相同的，都 是由中央处理单元（CPU）、存储器（RAM/ROM）、输入/输 出单元（I/O）、编程器、电源模块和外部设备等组成，并且内 部采用总线结构。
刀具更换、工件及工作台交换、液动与气动以及润滑等辅助功能进 行顺序控制。
二、概念 可编程序控制器PC（Programmable Controller）是一种数
字运算系统，专为工业环境下的设备运行与控制而设计。
在数控系 统信息流 通中PLC 控制的辅 助功能 （M、S、 T等）信 息
图7-1 数控系统内部信息流
图7-4 PLC的扫描过程
图7-5 PLC的工作过程
二、数控系统中的PLC分类 数控系统中的PLC可分为“内装型”（Built-in-Type）PLC
和“独立型”（Stand-alone-Type）PLC两种类型。 1．内装型PLC 内装型PLC是指PLC内置于CNC装置内，从属于CNC装置，与 CNC装置集于一体
典型数控系统的结构
典型数控系统的结构数控系统是一种精密的自动化控制系统，常用于机床加工中。
典型的数控系统由以下几个组成局部构成：1. 输入设备输入设备是数控系统的接口，负责将操作员输入的指令传递给数控系统进行处理。
常见的输入设备有键盘、鼠标、触摸屏等。
通过输入设备，操作员可以输入加工工艺参数、指令代码等信息。
2. 主机控制器主机控制器是数控系统的核心局部，主要负责解析操作员输入的指令，并将其转化为机床可以执行的控制信号。
主机控制器通常由一台工业级计算机构成，搭载了专门的数控系统软件。
主机控制器通过与输入设备、执行设备的通信，实现对机床各轴的控制。
在控制信号输出之前，主机控制器还会对输入的指令进行加工优化，以提高加工效率和精度。
3. 伺服系统伺服系统是数控系统中的一个重要局部，它负责将主机控制器输出的控制信号转化为机床各轴的运动。
伺服系统通常由伺服电机、编码器、控制器等组成。
伺服电机是驱动机床实现运动的关键设备，它可以精确控制机床轴的位置、速度和加速度。
编码器那么用来反响轴的实际位置和速度信息给控制器，以便调整控制信号，实现精密的运动控制。
运动系统是机床中的关键局部，它负责实际的加工运动。
运动系统通常由多个轴组成，每个轴都有相应的伺服电机和传动装置来实现运动。
在数控系统中，常见的轴包括进给轴和主轴。
进给轴负责工件的相对移动，而主轴那么负责工具的转动。
运动系统通过与伺服系统的配合，实现高精度、高速度的加工运动。
5. 显示与通信设备为了方便操作员的监控与调整，数控系统通常还配备了显示与通信设备。
显示设备可以显示当前的加工状态、报警信息等；通信设备那么可以与外部设备进行数据交换，如计算机网络、U盘等。
辅助系统是数控系统中的一局部，用于支持机床加工过程中的其他功能。
常见的辅助系统有冷却系统、润滑系统等。
冷却系统用于冷却切削工具和加工区域，以防止温度过高导致工具损坏或零件变形；润滑系统用于给机床各部件提供充分的润滑，以确保机床正常运转。
计算机数控系统阐述
计算机数控系统阐述计算机数控系统指的是将数值和符号指令输入数控装置，通过程序化控制工作机床和工作过程的系统。
计算机数控（CNC）系统的出现使工作机床的自动化程度大大提高，具有高精度、高效率和高灵活性的特点。
本文将对计算机数控系统进行详细阐述。
一、计算机数控系统的基本组成1.硬件部分：计算机数控系统的硬件主要包括计算机终端、计算机数控设备、机床周边设备和传感器。
计算机终端用于与操作人员进行交互，包括显示屏、键盘和鼠标等。
计算机数控设备是实现数控功能的关键设备，负责控制工作机床和工作过程。
机床周边设备包括工作台、工具库和刀具等，用于支持和辅助加工。
传感器则有助于实时监测加工过程中温度、压力和位置等数据。
二、计算机数控系统的工作原理2.轴控制：数控设备会根据接收到的指令进行轴控制，包括直线轴和旋转轴的控制。
在控制过程中，数控设备会根据指令生成的脉冲信号控制工作机床的移动。
通过轴控制，可以实现工作机床在XYZ三个方向的运动。
3.过程监控：在工作过程中，计算机数控系统会通过传感器实时监测工作机床和工作过程的状态。
传感器可以检测加工过程中的温度、压力和位置等数据，并发送给数控设备进行处理和反馈。
通过过程监控，可以及时发现问题并采取措施进行调整和修正。
三、计算机数控系统的应用1.提高生产效率：计算机数控系统具有高精度、高效率和高灵活性的特点，可以实现多种工艺的自动化加工。
相比传统的手工操作，计算机数控系统能够大大提高生产效率和加工质量，降低生产成本。
2.提高加工精度：计算机数控系统能够精确控制工作机床的移动和工作过程的控制，保证加工精度的稳定性和一致性。
它可以实现高精度的工艺要求，适用于各种精密加工。
3.实现灵活制造：计算机数控系统可以通过调整程序和参数实现不同零件的加工要求。
它可以灵活应对生产任务的变化，满足不同用户的需求。
4.提高自动化程度：计算机数控系统实现了工作机床的自动化控制，减少了人工操作，提高了生产效率和产品质量的稳定性。
计算机数控系统 PPT课件
位
入
出示
断码
偿度补
控
程
程程
程程
计控程
程
序
序序
序序
算制序
序
CNC软件的构成
5.1 概述
5.2 CNC系统的 硬件结构
5.3 CNC系统的 软件结构
5.4 CNC系统的 插补原理
5.5 CNC系统的 刀具补偿和加减 速控制
目录页
第7页共87页
7
返回
退出
数控技术 第五章 计算机数控(CNC)系统
三、CNC装置的工作原理
调运动的自动控制 系统，是一种配有 专用操作系统的计 算机控制系统。
5.5 CNC系统的 刀具补偿和加减 速控制
目录页
从外部特征来
看，CNC系统是
由硬件（通用硬件
和专用硬件）和软 件（专用）两大部 分组成的。 5
第5页共87页 返回
退出
数控技术 第五章 计算机数控(CNC)系统
二、CNC装置的结构
目录
5.4 CNC系统的插补原理
一、概述 二、脉冲增量插补 三、数据采样插补
5.5 CNC系统的刀具补偿和加减速控制
一、刀具补偿 二、C功能刀具半径补偿 三、CNC系统的加减速控制
5.1 概述
5.2 CNC系统的 硬件结构
5.3 CNC系统的 软件结构
5.4 CNC系统的 插补原理
5.5 CNC系统的 刀具补偿和加减 速控制
一、CNC系统软硬件的分工 二、CNC系统控制软件的特点 三、CNC系统的软件结构
5.1 概述
5.2 CNC系统的 硬件结构
5.3 CNC系统的 软件结构
5.4 CNC系统的 插补原理
计算机数控系统
第一节概述数控机床的数控系统是由程序、输入输出设备、计算机数控装置(CNC装置)、可编程控制器、主轴驱动装置和进给伺服驱动系统等组成的一个整个的系统，又称为CNC系统。
数控系统的核心是计算机数控装置(CNC 装置)，由于它在整个系统中的重要性，本章将对其进行较详细的讨论。
一、CNC装置的组成从自动控制的角度来看，数控系统是一种轨迹控制系统，即其本质上是以多执行部件(各运动轴)的位移量为控制对象并使其协调运动的自动控制系统，是一种配有专用操作系统的计算机控制系统。
把计算机应用于机床NC系统，是数控机床发展史上的一个重要里程碑，这是因为它综合了现代计算机技术、自动控制技术、传感器及测量技术、机械制造技术等领域的最新成就，使机械加工技术达到了一个崭新的水平。
计算机数控(CNC)与传统的硬线数控(NC)相比有很多的优点，其中最根本的一点就是，CNC的许多数控功能是由软件实现的，因而较硬线数控具有更大的柔性，即它很容易通过软件的改变来实现数控功能的更改或扩展。
今天，硬线数控已被计算机数控所取代。
由上述讨论可知，从外部特征来看，CNC装置是由硬件(通用硬件和专用硬件)和软件(专用)两大部分组成的。
(一)CNC装置的一般硬件结构其结构框图如图3—1所示，即由计算机基本系统、设备支持层、设备层三部分组成。
它是CNC装置的物质基础。
(二)CNC装置软件的功能性结构从本质特征来看，CNC装置软件是具有实时性和多任务性的专用操作系统，从功能特征来看，该操作系统由CNC管理软件和CNC控制软件两部分组成。
它是CNC装置活的灵魂。
其结构框图如图3—2所示。
(三)CNC硬件软件的作用和相互关系CNC装置的系统软件在系统硬件的支持下，合理地组织、管理整个系统的各项工作，实现各种数控功能，使数控机床按照操作者的要求，有条不紊地进行加工。
CNC装置的硬件和软件构成了CNC装置的系统平台，如图3-3所示。
该平台有以下两方面的含义：(1)该平台提供CNC装置基本配置的必备功能；(2)在该平台上可以根据用户的要求进行功能设计和开发。
第五章 计算机数控系统
第五章 计算机数控系统
在CNC装置的软件中，主要采用“资源分时共享”和“时 间重叠的流水处理”方法。
1）资源分时共享并行处理方法
初始 化
诊断
显示
I/O 处理
插补 准备
输入
插补
中
断
优
先
位控
级
键盘
图5-9 CPU分时共享的并行处理
第五章 计算机数控系统
2）时间重叠流水并行处理方法
当CNC装置在自动加工工作方式时，其数据的转换过程将 由零件程序输入、插补准备、插补、位置控制四个子过程组 成。如果每个子过程的处理时间分别为Δt1、Δt2、Δt3、 Δt4，则一个零件程序段的数据转换时间将是 t=Δt1+Δt2+Δt3+Δt4。如果以顺序方式处理每个零件的 程序段，则第一个零件程序段处理完以后再处理第二个程序 段，依次类推。图5-10 a）表示了这种顺序处理时的时间空 间关系。从图中可以看出，两个程序段的输出之间将有一个 时间为t的间隔。这种时间间隔反映在电动机上就是电动机的 时停时转，反映在刀具上就是刀具的时走时停，这种情况在 加工工艺上是不允许的。
分体式结构通常把CRT和MDI面板、操作面板等做成一个 部件，而把功能模块组成的电路板安装在一个机箱内，两者 之间用导线或光纤连接。
CNC操作面板在机床上的安装形式有吊挂式、床头式、控 制柜式、控制台式等多种。
第五章 计算机数控系统
2、从组成CNC系统的电路板的结构看，有大板式结构和模 块化结构。
插补运算
主轴电动机 和电气控制
位置控制 输出
伺服驱动 进给电动机
坐标及刀补 处 理 F指 令 速度处理
坐标轴运动 与位置检测
第五章 计算机数控系统
西门子840D系统的组成介绍全解
2
第一节 概述
一 CNC系统的组成
可编程逻辑控制器LPC处于CNC装置和机床之间，主要是对CNC装置和机床 的输入、输出信号进行处理，用PLC程序代替以往的继电器线路，实现M、S、 T功能的控制和译码，即按照预先规定的控制逻辑对主轴的起停、转向、转速， 刀具的更换、工件的夹紧、松开，液压、气动、冷却、润滑系统的运行等进行 控制。 主轴驱动装置控制主轴的旋转运动，而进给驱动装置控制机床各坐标轴的切 削进给运动。 二 CNC系统的优点 1 灵活性 由于采用了计算机技术，硬件、软件设计采用模块化结构，只 需改变相应的硬件模块，改变相应的控制软件，就可以改变CNC系统的功能， 从而满足用户不同的要求。 2 可靠性 随着大规模集成电路、超大规模集成电路芯片的发展，硬件使 用的元件数量少、质量高，可靠性获得了极大的提高。
5 MMC模块 即”人机通信界面“模块。包括显示器、NC操作界面、机床操作 界面及磁盘驱动器等接口。 一 NC模块 NC模块
（1）
6
7
一 1 2 3 4 5
NC模块 X101 操作面板接口端，通过电缆与MMC （人机通信接口板）及机床操作面板联接。 X102 RS-485通信接口端。 X111 PLCS7-300输入/输出接口端，该端 口提供了与PLC联接的通道。 X112 RS232通信接口端，实现与外部的通 信。 X121 多路输入/输出接口端，通过该端口数 控系统可与多种外设联接，如与控制进给运 动的手轮、CNC输入/输出的联动。 X122 PLC编程器PG接口端，通过该接口 与西门子PLC编程器PG联接，以此传输PG 中的PLC程序到NC模块。
3
第一节 概述
一 CNC系统的组成
可编程逻辑控制器LPC处于CNC装置和机床之间，主要是对CNC装置和机床 的输入、输出信号进行处理，用PLC程序代替以往的继电器线路，实现M、S、 T功能的控制和译码，即按照预先规定的控制逻辑对主轴的起停、转向、转速， 刀具的更换、工件的夹紧、松开，液压、气动、冷却、润滑系统的运行等进行 控制。 主轴驱动装置控制主轴的旋转运动，而进给驱动装置控制机床各坐标轴的切 削进给运动。 二 CNC系统的优点 3 通用性 求。 硬件采用模块化后，能很方便地进行扩展以满足不同系统的要
简述典型数控机床的计算机数控系统的应用
简述典型数控机床的计算机数控系统的应用下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢！本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注！Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!典型数控机床的计算机数控系统的应用随着科技的进步，计算机数控系统已经成为现代数控机床的核心部件。
典型计算机数控系统的基本组成和基本功能
典型计算机数控系统的基本组成和基本功能
哎呀，各位朋友，今儿咱来摆摆龙门阵，说说这典型计算机数控系统的基本组成和基本功能。
咱用四川话、陕西话和北京话混着说，看看能不能把这事儿说清楚。
首先咱得明白，这计算机数控系统，说白了就是个高级机器脑子，让机器自己按照预设的程序干活儿。
就像咱们四川人做菜，有了菜谱，就能按步骤做出好吃的菜来。
咱们先从基本组成说起。
这数控系统啊，就跟咱们人的身体一样，得有大脑、眼睛、手脚才能干活儿。
大脑就是中央处理器，眼睛就是传感器，手脚就是执行机构。
中央处理器负责思考、发号施令，传感器负责收集外面的信息，执行机构就按照中央处理器的命令去干活儿。
这数控系统的基本功能啊，就像咱们陕西人种地一样，得有种、有收、有管。
首先，它得有编程功能，就像咱们写菜谱一样，把要干的活儿都编进去。
然后，它得有控制功能，按照编好的程序去指挥机器干活儿。
还有，它得有检测功能，随时检查机器干得怎么样，有没有出错。
最后，它还得有保护功能，万一出了问题，能赶紧停下来，防止出大事儿。
总的来说啊，这计算机数控系统就是个高级指挥官，让机器干活儿更聪明、更高效。
咱们在日常生活中啊，也经常能见到它的影子，比如数控机床、工业机器人这些，都是靠它来控制的。
所以啊，了解它的基本组成和基本功能，对咱们来说还是很有用的。
哎，说了这么多，大家明白了吧？有啥不懂的，咱们再一起摆摆龙门阵，慢慢聊。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
(3)可控轴规模：可实现31个进给轴和主轴同步操作 (4)插补功能：可实现样条/三阶多项式/控制值互联/曲 线等多种插补 (5)主轴配置：1.主轴定向 2.恒切削速度 3.变螺距螺纹
4.主轴转速从0.1rpm—99000rpm 5.最高8挡切换 6.模拟±10v或数字连接SIMODRIVE611-D
DIN 66025标准 高级语言编程特色
(4)程序的拷贝
(5)PLC报警文本的编辑 (6)程序中插入注释语句
(7)绝对值及增量值编程
§5.2西门子840D简介
三、功能 七、PLC编程
(1)STEP5编程语言 (2)带扩展指令集可用LAD，STL，CSF进行编程 (3)编程能力
1)1024个输入地址 2)1024个输出地址 3)128个计数器 4)128个计时器
4.SINUMERIK 840D
西门子（SINUMERIK）数控系统是德国西门子公司的产品。 SINUMERIK 不仅意味着一系列数控产品，其力度在于生产一种适于各种 控制领域不同控制需求的数控系统，其构成只需很少的部件。它具有高度 的模块化、开放性以及规范化的结构，适于操作、编程和监控。
§5.2西门子840D简介
第五章 典型的计算机数控系统介绍
§5.1概述
一、CNC系统的组成
是以微处理器为核心，采用存储程序的计算机来实现部分或全 部数控功能的数控系统。
§5.1概述
一、CNC系统的组成
FANUC数控系统
SIMENS数控系统
三菱数控系统
华中数控
广州数控
§5.1概述
§5.2西门子840D简介
1. SINUMERIK 802S 2. SINUMERIK 802D 3. SINUMERIK 810D Base line Base line 全数字数控系统 Perfect Software 高性能数控系统
......
进给驱动 系统n
§5.2西门子840D简介
二、组成
NC模块、电源模块|驱动模块、伺服电机、MMC模块
§5.2西门子840D简介
二、组成
NC模块、电源模块、驱动模块、伺服电机、MMC模块
§5.2西门子840D简介
二、组成
NC模块、电源模块、驱动模块、伺服电机、MMC模块
§5.2西门子840D简介
八、操作系统与部分硬件
(1)标准的PC软件 (2)与外设通信 1)2个通用接口RS232
2)磁盘驱动器接口和打印机接口
§5.2西门子840D简介
二、硬件结构 数控系统模块
显示、输入单元
驱动模块
I/O接口
§5.2西门子840D简介
数控系统功能 CNC软件
管
理
控
制
输 入 存 储
S
T M
显 示
处 理
通 讯 诊 断
特点
1、SIEMENS系列数控系统在功能上，特别是在多轴控制、通信、PLC及编 程方面具有特色。SIEMENS公司为了适应柔性制造系统FMS和计算机制造系 统CIMS的需要，在810/820、850/880系统中采用通道结构，使控制轴数可达 20～30个，其中包括多主轴控制，并可实现12个工位的联动控制。产品采用 模块化结构，模块由多层印制电路板制成，在一种CNC系列中采用标准硬件 模块，用户可选择不同模块组合来满足各种机床的要求。 2、CNC产品中采用了通信中央处理单元，使其具有很强的数据管理、传送和 处理能力，以及与上级计算机通信的功能，易于进入FMS，数据传送用RS232C/20mA接口（V24）。 3、SIEMENS公司开发了总线结构的SINEC H1工业局部网络，可连接成FMC 和FMS。SIEMENS公司的CNC产品采用SIMATIC S5、S7系列可编程控制器 或内装式可编程序控制器，用STEP5、STEP7编程语言。功能很强的PLC可以 满足各种机床与CNC之间的大量信息交换要求，同时显著提高了信息传递的 速度。
§5.2西门子840D简介
三、功能
(1)安全程序监视 1)测量电路 2)系统温度 3)电池 4)电压 5)存储 6)限位开关 7)风扇 (2)接口诊断 1)报警记录存储 2)轮廓监视 3)主轴监视 4)PLC内部状态显示 5)可编程工作区域限制
五、安全和诊断功能
六、CNC编程
(1)程序的编辑 (2)程序的输入 (3)程序的删除
译 码
刀 具 补 偿
速 度 处 理
插 补
位 置 控 制
I/O
二、组成
NC模块、电源模块、驱动模块、伺服电机、MMC模块
§5.2西门子840D简介
二、组成
NC模块、电源模块、驱动模块、伺服电机、MMC模块
§5.2西门子840D简介
三、功能 二、机床配置 1、控制类型 32位微处理器实现CNC控制 。
(1)标准的数控系统适于几乎所有的应用 ：切割/激光/ 搬运设备，同时可满足钻/铣/车/磨要求。
§5.2西门子840D简介
三、功能
(1)自动方式 (2)JOG方式 (3)示教（TEACH IN） (4)手动输入运行（MDA）
三、多种操作方式
四、轮廓检测和误差补偿
(1)轮廓的冲突检测 (2)刀具半径补偿的进入和退出策略 (3)过象限误差补偿 (4)刀具长度补偿 (5)螺距误差补偿 (6)测量误差补偿 (7)反向间隙补偿
§5.2西门子840D简介
一、结构简图
软盘驱动器
串行接口
键盘
MMC-CPU
并行接口
OP031操作员面板 MPI
PLC输入/输出接口 PLC输入/输出接口
MPI Profibus NCU核心 MPI MPI Profibus
HHU手持单元 MCP机床控制面板 PC编程器
主轴驱动 系统
进给驱动 系统1