逐点比较法圆弧插补原理

大板式结构的特点是：结构紧凑、体积小、 可靠性高、价格低、有很高的性能/价格比， 也便于机床的一体化设计。缺点是硬件功能不 易变动，不利于组织生产。
2）模块化结构
模块化结构就是将微处理机、存储器、输入输出控 制分别做成插件板或将微处理机、存储器、输入、输 出控制组成独立微计算机级的硬件模块，相应的软件 也是模块结构，固化在硬件模块中。
第 2章
数控机床控制系统
数控系统： 将利用数控技术进行信息处理并用以控 制机床完成机床动作和零件加工过程的系统称为数控
系统。
2.1 2.2 2.3 2.4 数控系统概述 CNC系统的构成及工作原理 数控系统的插补原理 数控系统的可编程控制器（PLC）
2.5 数控机床常用的数控系统
2.1 数控系统概述
2.1.1 数控系统的发展历程
2.1.2 数控系统的发展趋势
1. 向高速高精度方向发展 5. 小型化
2. 向多轴联动和功能复合方向发展 6. 向网络化方向发展 3. 智能化 4. 提高可靠性 7. 向开放式系统发展 8. 重视标准化工作
2.1.3
数控系统的分类
1. 按照所用进给伺服系统的类型分类
1）开环数控系统
经济型数控机床一般都采用开环数控系统。
2）闭环数控系统
3）半闭环数控系统
全闭环数控系统的位置采样点如图的虚线所示 半闭环数控系统的位置采样点如图的实线所示
2. 按照刀具的运动轨迹分类 1)点位控制数控系统 3）轮廓控制数控系统 3. 按功能水平分类 1）高级型数控系统 3)经济型数控系统 2)普及型数控系统 2）直线切削数控系统
6．输出程序 其功能主要是：进行位置伺服控制。M，S，T辅助功能 的输出；进行丝杠螺距误差补偿；反向间隙补偿处理 。
7．管理程序 管理程序主要为数据输入、处理及切削加工过程服务的 各个程序均由管理程序进行调度。 8.诊断程序 完善的诊断程序可以迅速查明故障的类型和部位，减少 故障停机时间 总之，CNC系统由软件和硬件组成，硬件为软件的运 行提供了支持环境。
2）多处理器结构
该种结构的CNC装置中有两个或两个以上的微处理 器，且各微处理器之间互不隶属。多微处理器结构的 CNC装置多为模块化结构，通常采用共享总线和共享存 储器两种典型结构实现模块间的互联与通信
微处理器CNC装置的基本功能模块一般Βιβλιοθήκη Baidu六种功 能模块组成，通过增加相应的功能模块，可实现一些特 殊功能。这六种基本功能模块为：
每一个硬软件模块形成一个特定的功能单元，称为 功能模块。 模块化结构的特点是：其是一种基于总线的开放性 系统，CNC系统可以如堆积木式地组成，设计简单， 柔性好，有良好的适应性和扩展性，试制周期短、调 整维护方便、效率高。
2.根据所采用的处理器结构形式分为单处理器结构和 多处理器结构 1）单处理器结构
需要注意的是，某些CNC装置虽然有两个以上的微 处理器，但其中只有一个微处理器能够控制系统总线， 与其他微处理器组成主从结构，故它们也归于单微处理 器结构中， 单微处理器CNC的结构特点： （1）CNC装置内只有一个主微处理器，对信息存储、 插补运算、I/O控制、CRT显示等功能的实行集中控制分 时处理的原则 ； （2）微处理器与存储器、I/O等接口电路相连是 通过总线进行连接的。 （3）结构简单，实现容易。 （4）CNC装置一般是专用型的，不具备通用性。
（1）微处理器。微处理器CPU是CNC装置的核心。
（2）总线。总线是由赋予了一定信号意义的一组物 理导线。按信号的物理意义，可分为数据总线、地址总 线、控制总线三组。
（3）存储器。存储器的作用是用于存放数据、参数和 程序等。 （4）MDI/CRT接口。 （5）位置控制模块。 （6）可编程控制器。替代传统机床强电继电器逻辑 控制，利用逻辑运算实现各种开关量的控制。 （7）I/O (输入/输出)接口 （8）通信接口。
2.1.4
数控系统主要技术指标
(1)控制轴数和联动轴数 (2)插补功能 (3) 脉冲当量（分辨率)、定位精度和重复精度 (4)行程和插补范围 (5) 主轴转速、进给速度 (6)准备功能(G功能) (7)辅助功能(M功能） (8)刀具管理和刀具补偿 (9)自动加减速控制 (10)机床顺序控制接口 (11)字符图形显示功能 (12)通信与通信协议 (13)自诊断功能
3.预处理程序。 预处理程序有三个任务，即刀具半径补偿，速度计算 （即根据合成速度算出各轴的分速度）以及辅助功能的处 理等。 4.插补程序 插补计算是CNC系统中最重要的计算工作之一。 5.位置（伺服）控制软件位置（伺服）控制软件的主要 功能是对插补值进行处理（取全值或取其半值），计算出 位置的命令值，同时读一次实际的反馈值，然后对命令值 与反馈值间进行比较，从而得出的差值，进而在对运动部 件的速度进行控制。
2.2 CNC系统的构成及工作原理
2.2.1 数控系统的组成
1.微机部分 2.速度控制单元和位置检测单元 3.机床逻辑控制部分 4.机床控制I/O接口 5.外部设备 6.程序即软件
2.2.2 数控系统的硬件结构
1.根据组成CNC系统的电路板常见的结构特点来分： 大板式结构和模块化结构 1）大板式结构。主CPU和各轴的位置控制电路集成 到一块大的印刷电路板上 ，如图2-4所示。
（1）CNC管理模块。 （3）位置控制模块。 （2）CNC插补模块。 （4）PLC模块。
（6）存储器模块。 （5）操作面板监控和显示模块。 多微处理器的结构特点：采用模块化结构，有良好 的适应性和扩展性；可靠性高；硬件易于组织规模生产； 性能价格比高。
2.2.3 数控系统的软件构成 管理软件：零件程序的输入、CNC输出、显示、诊 断和通信功能软件 控制软件：译码、刀具补偿、速度处理、插补运算 和位置控制等 1.输入程序。其功能有两个： 一是把零件程序从阅读机或键盘经相应的缓冲器 输入 到零件程序存储器； 二是将零件程序从零件程序存储器取出送入缓冲器。 2.译码程序 译码也就是从数控加工程序缓冲器或MDI缓冲器中 逐个读入字符，先识别出其中的文字码和数字码，然后 根据文字码所代表的功能，将后续数字码送到相应译码 结果缓冲器单元中。