《工学数控技术》ppt课件

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1、第3章计算机数控系统3.1概述3.2计算机数字控制装置的硬件结构3.3计算机数字控制装置的软件结构3.4CNC装置的插补原理3.5刀具半径补偿原理2021/7/71现代数控技术3.1概述计算机数控（Computerizednumericalcontrol,简称CNC）计算机数控系统是用计算机控制加工功能，实现数字控制的系统。图3-1CNC系统的组成装置核心2021/7/72现代数控技术从外部特征来看，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，共同实现各种数控功能.3.2计算

2、机数字控制装置的硬件结构一、CNC装置的组成硬件是基础，软件是灵魂CNC系统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。2021/7/73现代数控技术CNC装置的硬件结构由计算机基本系统、设备支持层、设备层三部分组成。图3-1CNC系统硬件的层次结构PLC2021/7/74现代数控技术操作系统管理软件控制软件零件程序管理显示处理人机交互位置控制输入输出管理插补运算故障诊断处理速度处理机床输入输出编译处理主轴控制刀具半径补偿......2、CNC装置的软件结构2021

3、/7/75现代数控技术输入预处理位置检测插补运算位置控制速度控制伺服电机程序硬件硬件硬件硬件硬件软件软件软件软件软件和硬件的功能界面ⅠⅡⅢⅣ软硬件功能界面划分的准则：系统的性能价格比硬件处理速度快；软件设计灵活2021/7/76现代数控技术具有灵活性和通用性数控功能丰富可靠性高、使用维护方便易于实现机电一体化二.CNC装置的特点2021/7/77现代数控技术指满足用户操作和机床控制要求的方法和手段基本功能——数控系统基本配置的必备功能。选择功能——用户可根据实际要求选择的功能。CNC装置的功能2021

4、/7/78现代数控技术控制功能——CNC能控制和能联动控制的进给轴数。2、准备功能（G功能）——指令机床动作方式的功能。3、插补功能——数控系统实现零件轮廓加工轨迹运算的功能。4、进给功能——　进给速度的控制功能。5、主轴功能——数控系统的主轴的控制功能。辅助功能（M功能）——用于指令机床辅助操作的功能。基本功能2021/7/79现代数控技术刀具管理功能——实现对刀具几何尺寸和寿命的管理功能。8.字符图形显示功能9.自诊断功能基本功能2021/7/710现代数控技术1.固定循环功能——　是数控系统实现

5、典型加工循环（如：钻孔、攻丝、镗孔、深孔钻削和切螺纹等）的功能选择功能2.补偿功能3.人机对话功能4.通讯功能2021/7/711现代数控技术四、CNC系统的工作过程信息输入译码刀具补偿加工速度处理插补位置控制I/O处理显示诊断2021/7/712现代数控技术单机系统整个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。五、CNC装置的单机系统和多机系统——按硬件含有CPU的多少来分微处理器CPU总线EPROMRAM存储器输入/输出I/O接口位置控制器MDI

6、/CRT可编程控制通信接口2021/7/713现代数控技术主从结构：系统中只有一个主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。多主结构：系统中有两个或两个以上带CPU的模块部件对系统资源有控制或使用权。有集中的操作系统，通过仲裁器来解决总线争用问题，通过共公存储器进行交换信息。分布式结构：系统有两个或两个以上带CPU的功能模块，各模块有自己独立的运行环境。采用通讯方式交换信息。如FANUCSIEMENS等多机系

7、统。特点：“四高”——高速、高精、高效、高可靠性多机系统:整个CNC装置中有两个或两个以上CPU2021/7/714现代数控技术CNC管理模块（CPU）主存储器模块对话式自动编程模块（CPU）操作面板显示总线CNC插补模块（CPU）位置控制模块（CPU）PLC功能模块主轴控制模块（CPU）图3-7多微处理器共享总线结构2021/7/715现代数控技术六、开放式数控系统IEEE(国际电气电子工程师协会)的定义:“符合系统规范的应用可以运行在多个销售商的不同平台上,可以与其它的系统应用互操作,并且具有一致

8、风格的用户交互界面”。三种层次的开放：CNC系统的开放、用户操作界面的开放、CNC内核开放2021/7/716现代数控技术将由零件加工程序表达的加工信息，变换成各进给轴的位移指令、主轴转速指令和辅助动作指令，控制加工设备的轨迹运动和逻辑动作，加工出符合要求的零件。一、CNC装置软件的主要任务3.3计算机数字控制装置的软件结构2021/7/717现代数控技术程序输入译码译码缓冲区刀补处理刀补缓冲区速度预处理插补缓冲区插补处理运行缓冲区伺服驱动位控处理位置反