计算机数控装置概述.pptx
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（1）切削进给速度 控制刀具相对工件的运动速度，单位为
mm/min。 （2）同步进给速度
实现切削速度和进给速度的同步，单位为 mm/r。 （3）快速进给速度:G00---可以通过面板来改变. （4）进给倍率---可以通过面板来改变
人工实时修调预先给定的进给速度
6、主轴功能
（1）指定主轴转速 主轴转速的控制功能，单位为r/min。S****;
（2）设置恒定线速度 刀具切削点的切削速度为恒速的控制功能。 为了提高加工工件的表面质量.
（3）主轴准停 主轴周向定位于特定位置控制的功能。---换刀
7、辅助功能(M)
主要用于指定主轴的正、反转、 停止、冷却液的打开或关闭，换刀等 动作。
8、刀具功能 T
用来选择刀具并且指定有效刀具 的几何参数的地址。
2、准备功能（Ｇ） 用来指令机床动作方式的功能。
3、插补功能
主要用于对零件轮廓加 工的控制；一般有直线插补 和圆弧插补,还可以有2次曲线 和样条曲线的插补等.
4、固定循环加工功能
是数控系统实现典型加工循环（ 如：钻孔、攻丝、镗孔、深孔钻削 和切螺纹等）的功能---可以简化编 程.
5、进给功能
其他设备
计算机系统 输入/出设备
接
口
人机控制 运动控制
PMC 其他I/O
机床 机器人 测量机 ...
计算机基本系统：
CPU
EPROM或 E2PROM
RAM
输入/输出接口
主轴控制 通信接口
MDI接口
PLC接口 CRT
或液晶显示接口 位置控制
纸带阅读机接口
2、CNC装置的软件框图
CNC装置系统软件
管理软件
I/O信号
速度控制单元
主轴电机 机床
进给电机
位置检测器
Baidu Nhomakorabea
CNC系统的核心
二、CNC装置的组成
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。
1、CNC系统硬件的层次结构
由计算机基本系统、设备支持层、 设备层三部分组成
计算机基本系统
设备支持层
设备层
显示设备
实现CNC系统模块化设计的条件 是总线(BUS)标准化。
采用模块化结构时，CNC系统设 计工作则可归结为功能模块的合 理选用。
1、计算机主板和系统总线(母板) 计算机主板是CNC装置的核心。 包括：
CPU及其外围芯片；
内存单元、cache及其外围芯片；
通讯接口(串口，并口，键盘接口)。
软、硬驱动器接口
多微处理器结构：
CNC装置中有两个或两个以 上的CPU，即系统中的某些功能 模块自身也带有CPU。
经济型数控装置一般采用单微处理器机构 高级型CNC装置常采用多微处理器结构
… …
系 统 总 线（BUS）
一、单微处理器结构的CNC装置
标准PC计算机
控制面板
计算机主板 显示卡
PLC模块 位置控制板1
CNC系统的系统平台
数控加工程序
应用软件
控制软件
管理软件 操作系统
硬件
被控设备
接
口
机床
机器人
测量机
......
该平台有以下两方面的含义：
提供CNC系统基本配置的必 备功能；
在平台上可以根据用户的要 求进行功能设计和开发。
三、CNC装置的功能
CNC装置的功能是指满足用 户操作和机床控制要求的方法和 手段。
成的要求。
12、自诊断功能 CNC自动实现故障预报和
故障定位的功能。 开机自诊断； 在线自诊断； 离线自诊断； 远程通讯诊断。
13、人机对话编程功能
➢ 菜单结构操作界面； ➢ 零件加工程序的编辑环境； ➢ 系统和机床参数、状态、故障信息的显
示、查询或修改画面等。
第二节 CNC装置的硬件结构
计算机主板的主要作用：
对输入到CNC装置中的种种数据、信 息(零件加工程序，各种I/O信息等)进行相 应的算术和逻辑运算。并根据其处理结果 ，向各功能模块发出控制命令，传送数据 ，使用户的指令得以执行。
机床I/O 主轴控制模板 速度控制单元1
…
I/O设备 多功能卡 电子盘
位置控制板n 功能模板1
速度控制单元n 功能驱动1
…
CNC装置
功能模板m
功能驱动m CNC系统
CNC装置是按模块化设计的方法构造的
模块化设计方法：
将控制系统按功能划分成若干种具有独 立功能的单元模块,并配上相应的驱动软件 。系统设计时按功能的要求选择不同的功 能模块，并将其插入控制单元母板上，即 可组成一个完整的控制系统的方法。其中 单元母板一般为总线结构的无源母板，它 提供模块间互联的信号通路。
控制软件
零件
程序 的输
显
故 障
入输 出程
示
诊 断
序
刀
译
具 补
插 补
码
偿 计
计 算
算
速位 度置 控控 制制
3、CNC硬件软件的作用和相互关系
硬件是基础，软件是灵魂
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装置的功能通常包括：
基本功能——数控系统基本配置
的功能，即必备功能；
选择功能——用户可根据实际要
求选择的功能
CNC装置的主要功能有：
1、控制功能 指ＣＮＣ装置能够控制的以及
能够同时控制联动的轴数。
控制轴有移动轴和回转轴、 基本轴和附加轴。联动轴数越多 ，CNC装置的功能越强，加工的 零件越复杂。
第三章
计算机数控装置
第一节 概述
一、CNC系统的组成 数控机床在数控系统的控制下，自动地
按给定的程序进行零件的加工。
数控系统由：
✓ 程序、输入输出设备 ✓ 计算机数字控制装置 ✓ 可编程控制器 ✓ 主轴驱动装置 ✓ 进给驱动装置等组成
CNC系统组成框图
程序
输入 设备
CNC
装 置
PLC
主轴控 制单元
9、补偿功能
刀具长度及半径补偿； 丝杆的螺距误差和反向间隙误差
的补偿； 可以在加工前输入到机床的存储
单元里,
10、字符图形显示功能
用于显示程序、零件图形、人机 对话编程菜单和故障信息等。
11、通信功能
CNC与外界进行信息和数据交换的功能
➢ RS232C接口，可传送零件加工程序， ➢ 网卡：适应FMS、CIMS、IMS等制造系统集
按其中含有CPU的多少来分: 单微处理器结构 多微处理器结构
单微处理器：
整个CNC装置只有一个CPU，它集 中控制和管理整个系统资源，通过分时 处理的方式来实现各种NC功能。
系统中只有一个CPU(称为主CPU)对 系统的资源有控制和使用权其它带CPU的 功能部件，只能接受主CPU的控制命令或 数据，或向主CPU发出请求信息以获得所 需的数据。即它是处于以从属地位的，故 称之为主从结构。
mm/min。 （2）同步进给速度
实现切削速度和进给速度的同步，单位为 mm/r。 （3）快速进给速度:G00---可以通过面板来改变. （4）进给倍率---可以通过面板来改变
人工实时修调预先给定的进给速度
6、主轴功能
（1）指定主轴转速 主轴转速的控制功能，单位为r/min。S****;
（2）设置恒定线速度 刀具切削点的切削速度为恒速的控制功能。 为了提高加工工件的表面质量.
（3）主轴准停 主轴周向定位于特定位置控制的功能。---换刀
7、辅助功能(M)
主要用于指定主轴的正、反转、 停止、冷却液的打开或关闭，换刀等 动作。
8、刀具功能 T
用来选择刀具并且指定有效刀具 的几何参数的地址。
2、准备功能（Ｇ） 用来指令机床动作方式的功能。
3、插补功能
主要用于对零件轮廓加 工的控制；一般有直线插补 和圆弧插补,还可以有2次曲线 和样条曲线的插补等.
4、固定循环加工功能
是数控系统实现典型加工循环（ 如：钻孔、攻丝、镗孔、深孔钻削 和切螺纹等）的功能---可以简化编 程.
5、进给功能
其他设备
计算机系统 输入/出设备
接
口
人机控制 运动控制
PMC 其他I/O
机床 机器人 测量机 ...
计算机基本系统：
CPU
EPROM或 E2PROM
RAM
输入/输出接口
主轴控制 通信接口
MDI接口
PLC接口 CRT
或液晶显示接口 位置控制
纸带阅读机接口
2、CNC装置的软件框图
CNC装置系统软件
管理软件
I/O信号
速度控制单元
主轴电机 机床
进给电机
位置检测器
Baidu Nhomakorabea
CNC系统的核心
二、CNC装置的组成
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。
1、CNC系统硬件的层次结构
由计算机基本系统、设备支持层、 设备层三部分组成
计算机基本系统
设备支持层
设备层
显示设备
实现CNC系统模块化设计的条件 是总线(BUS)标准化。
采用模块化结构时，CNC系统设 计工作则可归结为功能模块的合 理选用。
1、计算机主板和系统总线(母板) 计算机主板是CNC装置的核心。 包括：
CPU及其外围芯片；
内存单元、cache及其外围芯片；
通讯接口(串口，并口，键盘接口)。
软、硬驱动器接口
多微处理器结构：
CNC装置中有两个或两个以 上的CPU，即系统中的某些功能 模块自身也带有CPU。
经济型数控装置一般采用单微处理器机构 高级型CNC装置常采用多微处理器结构
… …
系 统 总 线（BUS）
一、单微处理器结构的CNC装置
标准PC计算机
控制面板
计算机主板 显示卡
PLC模块 位置控制板1
CNC系统的系统平台
数控加工程序
应用软件
控制软件
管理软件 操作系统
硬件
被控设备
接
口
机床
机器人
测量机
......
该平台有以下两方面的含义：
提供CNC系统基本配置的必 备功能；
在平台上可以根据用户的要 求进行功能设计和开发。
三、CNC装置的功能
CNC装置的功能是指满足用 户操作和机床控制要求的方法和 手段。
成的要求。
12、自诊断功能 CNC自动实现故障预报和
故障定位的功能。 开机自诊断； 在线自诊断； 离线自诊断； 远程通讯诊断。
13、人机对话编程功能
➢ 菜单结构操作界面； ➢ 零件加工程序的编辑环境； ➢ 系统和机床参数、状态、故障信息的显
示、查询或修改画面等。
第二节 CNC装置的硬件结构
计算机主板的主要作用：
对输入到CNC装置中的种种数据、信 息(零件加工程序，各种I/O信息等)进行相 应的算术和逻辑运算。并根据其处理结果 ，向各功能模块发出控制命令，传送数据 ，使用户的指令得以执行。
机床I/O 主轴控制模板 速度控制单元1
…
I/O设备 多功能卡 电子盘
位置控制板n 功能模板1
速度控制单元n 功能驱动1
…
CNC装置
功能模板m
功能驱动m CNC系统
CNC装置是按模块化设计的方法构造的
模块化设计方法：
将控制系统按功能划分成若干种具有独 立功能的单元模块,并配上相应的驱动软件 。系统设计时按功能的要求选择不同的功 能模块，并将其插入控制单元母板上，即 可组成一个完整的控制系统的方法。其中 单元母板一般为总线结构的无源母板，它 提供模块间互联的信号通路。
控制软件
零件
程序 的输
显
故 障
入输 出程
示
诊 断
序
刀
译
具 补
插 补
码
偿 计
计 算
算
速位 度置 控控 制制
3、CNC硬件软件的作用和相互关系
硬件是基础，软件是灵魂
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装置的功能通常包括：
基本功能——数控系统基本配置
的功能，即必备功能；
选择功能——用户可根据实际要
求选择的功能
CNC装置的主要功能有：
1、控制功能 指ＣＮＣ装置能够控制的以及
能够同时控制联动的轴数。
控制轴有移动轴和回转轴、 基本轴和附加轴。联动轴数越多 ，CNC装置的功能越强，加工的 零件越复杂。
第三章
计算机数控装置
第一节 概述
一、CNC系统的组成 数控机床在数控系统的控制下，自动地
按给定的程序进行零件的加工。
数控系统由：
✓ 程序、输入输出设备 ✓ 计算机数字控制装置 ✓ 可编程控制器 ✓ 主轴驱动装置 ✓ 进给驱动装置等组成
CNC系统组成框图
程序
输入 设备
CNC
装 置
PLC
主轴控 制单元
9、补偿功能
刀具长度及半径补偿； 丝杆的螺距误差和反向间隙误差
的补偿； 可以在加工前输入到机床的存储
单元里,
10、字符图形显示功能
用于显示程序、零件图形、人机 对话编程菜单和故障信息等。
11、通信功能
CNC与外界进行信息和数据交换的功能
➢ RS232C接口，可传送零件加工程序， ➢ 网卡：适应FMS、CIMS、IMS等制造系统集
按其中含有CPU的多少来分: 单微处理器结构 多微处理器结构
单微处理器：
整个CNC装置只有一个CPU，它集 中控制和管理整个系统资源，通过分时 处理的方式来实现各种NC功能。
系统中只有一个CPU(称为主CPU)对 系统的资源有控制和使用权其它带CPU的 功能部件，只能接受主CPU的控制命令或 数据，或向主CPU发出请求信息以获得所 需的数据。即它是处于以从属地位的，故 称之为主从结构。