数控系统的硬件和软件

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4.1 概述
存储器用于存储系统软件和零件加工程序，并将运算的中间结果以及处理后的结果储存起来。它包括存放系统控制软件的存储器(ROM)和存放中间数据的存储器(RAM)两部分。ROM中的系统控制软件程序是由数控系统生产厂家写入的，用来完成CNC系统的各项功能。
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4.1 概述
4．位置控制装置位置控制装置由伺服机构和执行元件组成。伺服机构包
括速度控制单元和位置控制单元两部分。经插补运算得到的每个坐标轴在单位时间间隔内的位移量送往位置控制单元，由它生成伺服电动机速度指令发往速度控制单元。速度控制单元接收速度反馈信号，对伺服电动机进行速度闭环控制；同时位置控制单元接收实际位置反馈，并修正速度指令，实现机床运动的准确控制。执行元件可以是交流或直流伺服电动机。
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4.1 概述
数控机床用可编程序控制器有内装型(Built in Type) 和独立型(Stand-alone Type)两种。
PLC的应用程序(Application Program)，即PLC程序，通常用梯形图表示。编制PLC程序的设备有PLC专用编程机、编程器、有PLC编程功能的CNC系统或配有PLC编程系统软件的个人计算机(或工作站)。
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4.1 概述
2．输入/输出装置输入/输出部分包括各种类型的输入/输出设备（又称外
部设备）以及输入/输出接口控制部件。其外部设备主要包括光电阅读机、CRT显示器、键盘、穿孔机以及面板等。其中光电阅读机是用来输入系统程序和零件加工程序的；CRT 作为显示器及监控之用；键盘主要用作输入操作命令及编辑修改数据，也可以用作少量零件加工程序的输入；穿孔机则作为复制零件程序纸带之用，以便保存和检查零件程序；操作面板可供操作员改变操作方式，输入设定数据以及启停加工等。典型的输入/输出接口控制部件有纸带输入机接口、盒式磁带输入机接口、数控系统操作面板接口、进给伺服控制接口以及字符显示器（CRT）接口等。
据。常用的输入方式有键盘手动输入、光电阅读机纸带输入、磁盘输入、磁带输入、通信接口RS-232输入、连接上一级计算机的 DNC接口输入以及通过网络通信方式输入。CNC 装置在输入过程中还需完成程序检验和代码转换等工作。输入的全部信息存放在CNC装置的内部存储器中。
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4.1 概述
1．计算机数控装置中的微型计算机微Baidu Nhomakorabea计算机（以下简称微机）是计算机数控装置中的核
心，与通用计算机一样，它包括中央处理器(CPU)、内部存储器、I/O接口以及时钟、译码等辅助电路。
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4.1 概述
中央处理器(CPU)由运算器和控制器两部分组成。运算器是对数据进行算术和逻辑运算的部件。在运算过程中，运算器不断地得到由存储器提供的数据，并将运算的中间结果送回存储器暂时保存起来。控制器从存储器中依次取出组成程序的指令，经过译码后向数控系统的各部分按顺序发出执行操作的控制信号，使指令得以执行。
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4.1 概述
CNC系统根据输入的程序(或指令)，由计算机进行插补运算，形成理想的运动轨迹。插补计算出的位置数据输出到伺服单元，控制电动机带动执行机构，加工出所需要的零件。
CNC系统是由程序、输入输出设备、计算机数字控制装置(CNC装置)、可编程序控制器(PLC)、主轴驱动和进给驱动装置等组成。数控系统的核心是CNC装置，如图4-1所示。
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4.1 概述
4.1.3 计算机数控装置的工作原理
CNC装置在其硬件环境支持下，按照系统监控软件的控制逻辑，对输入、译码处理、数据处理、刀具补偿、速度控制、插补运算与位置控制、I/O处理、显示和诊断等方面进行控制。
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4.1 概述
1．输人输入到CNC装置的有零件加工程序、控制参数和补偿数
4.1 概述
输入/输出接口是中央处理器和外界联系的通路，它提供物理的连接手段，完成必要的数据格式和信号形式的转换。 I/O接口按功能可分为两类：一类连接常规的输入输出设备以实现程序的输入输出及人机交互的界面，称之为通用的 I/O接口；另一类则连接专用的控制和检测装置，实现机床的位置和工作状态的控制与检测，这是CNC系统专有的，称之为机床控制I/O接口。
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4.1 概述
4.1.2 计算机数控装置的组成
CNC装置由硬件和软件组成。硬件由微处理器（CPU）、存储器、位置控制、输入/输出（I/O）接口、可编程序控制器（PLC）、图形控制、电源等模块组成，硬件组成如图4-2所示。软件则由系统软件和应用软件组成。为了实现CNC系统各项功能而编制的专用软件，称为系统软件。在系统软件的控制下，CNC装置对输入的加工程序自动进行处理并发出相应的控制指令及进给控制信号。系统软件由管理软件和控制软件组成，如图4-3所示。管理软件承担零件加工程序的输入输出、I/O处理、系统的显示和故障诊断。控制软件则承担译码处理、刀具补偿、速度处理、插补运算、位置控制等工作。
第4章数控系统的硬件和软件
4.1 概述 4.2 数控系统的硬件结构 4.3 数控系统的I/O接口 4.4 数控系统的通信 4.5 数控系统的软件结构 4.6 数控机床用可编程序控制器
4.1 概述
4.1.1 计算机数控系统的概念
按照美国电子工业协会(Electronic Industries Association----EIA)数控标准化委员会的定义，计算机数控(CNC)系统是用计算机通过执行其存储器内的程序来完成数控要求的部分或全部功能，并配有接口电路、伺服驱动的一种专用计算机系统。
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4.1 概述
3．可编程序控制器（PLC）数控机床的控制在控制侧(即NC侧)有各坐标轴的运动
控制，在机床侧(即MT侧)有各种执行机构的逻辑顺序控制。可编程序控制器处于NC和MT之间，对NC和MT的输入、输出信息进行处理，用软件实现机床侧的控制逻辑，亦即用 PLC提高 CNC系统的灵活性、可靠性和利用率，并使结构更紧凑。