数控机床故障诊断与维修 教学课件 作者 周兰 陈少艾 第3章 数控系统体系结构及参数设定.ppt

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1、数控机床故障诊断与维修武汉船舶职业技术学院周兰第3章数控系统体系结构及参数设定学习导论本章主要介绍数控机床的发展过程和趋势，数控机床的基本概念，数控机床的组成、工作原理及分类，数控加工的特点。重点掌握数控机床的组成及工作原理；点位控制、点位直线控制、轮廓控制数控机床的特点。项目1数控系统的基本构成项目2典型数控系统及其接口项目3数控系统的参数设定目录项目1数控系统的基本构成一、数控系统的体系结构机床数控系统一般由输入／输出装置、数控装置（CNC装置）、可编程控制器（PLC）、主轴驱动装置、进给驱动装置、机床电器逻辑控制装置等部分组成。1．输入装置2．数控装置（1）控制功能（2）主轴功能（

2、3）准备功能（4）辅助功能（5）刀具功能（6）进给功能图3-1二、数控系统的硬件结构CNC装置的硬件结构一般分为单微处理器结构（CPU）结构和多微处理器（CPU）结构。图3-21．单微处理器数控装置结构单微处理器数控系统以微处理器（CPU）为核心，CPU通过总线与存储器以及各种接口相连接，采用集中控制，分式处理的工作方式，完成数控加工中各个任务。单CPU结构的CNC装置具有如下特点：1）CNC系统内只有一个CPU，对所有的数控功能和管理功能，只有依靠它集中控制，分时处理。2)CPU通过总线与存储器、各种接口、位置控制器等相连，构成CNC系统。3）结构简单，容易实现。4）由于插补等功能由

3、软件来实现，因此进给速度受到较大的影响。单微处理器结构的CNC装置可划分为微处理器部分、位置控制部分、可编程控制器PLC、数据输入／输出接口（I／O）及MDI/CRT接口。2．多微处理器数控装置结构在多微处理器中，由两个或两个以上的CPU构成处理部件。多微处理器结构的CNC装置大都采用模块化结构，根据设备要求选用功能模块构成CNC系统。（1）多微处理器结构CNC装置的基本功能模块1）CNC管理模块。2）CNC插补模块。3）位置控制模块。4）PLC模块。5）数据输入输出和显示模块。6）存储器模块。（2）多微处理器结构的特点1）计算处理速度高。2）可靠性高。3）有良好的适应性和扩展性。4）硬

4、件易于组织规模生产。（3）多微处理器数控装置典型结构采用多微处理器结构的CNC装置，有共享总线和共享存储器两种典型结构。图3-3三、数控系统的软件结构1．数控系统的软件构成数控系统的软件主要分为系统软件和应用软件。应用软件包括零件数控加工程序或其他辅助软件。系统软件是为实现CNC系统各项功能所编制的专用软件，一般包括输入数据处理程序、插补运算程序、速度控制程序、管理程序和诊断程序。2．数控系统的软件结构所谓软件结构是指系统软件的组织管理模式，即系统任务的划分方式、任务调度机制、任务间的信息交换机制以及系统集成方法等。CNC装置最常用的软件结构有两种模式：（1）前后台型软件结构前后台型软件

5、结构适合于采用集中控制的单微处理器CNC装置。（2）中断型软件结构中断型软件结构没有前后台之分，其特点是除了初始化程序之外，整个系统软件的各种任务模块按轻重缓急分别安排在不同级别的中断服务程序中。整个软件就是一个大的中断系统，由中断管理系统（由硬件和软件组成）对各级中断服务程序按照中断的优先级的高低实施调度管理。项目2典型数控系统及其接口一、FANUC数控系统1．FS6数控系统（1）FS6数控系统基本特点1）FS6硬件为大板结构，各主要控制板安装在主板上。2）系统CPU采用8086系列微处理器，并使用了较多的大规模集成电路。3）系统分辨率可以达到0.0001mm。系统软件采用固定式专用控

6、制软件4）FS6配套的伺服驱动装置常称为“速度控制单元””。FS6配套的速度控制单元有晶闸管调速与PWM调速两种形式。5）FS6与机床侧开关量输入／输出信号的连接，一般用系统上的连接单元进行。（2）FS6数控系统体系结构数控系统主板上有伺服驱动接口，最多可以实现五轴控制；有包括主轴在内的PLC控制接口，实现机床的MST功能；还有通信、显示接口和反馈信号接口等。（3）FS6数控装置布局形式（4）FS6数控装置的连接与要求2．FS0数控系统（1）FS0数控系统基本特点（2）FS0数控系统体系结构（3）FS0数控装置布局形式（4）FS0数控装置的连接与要求二、SIEMENS数控系统1．SIEM

7、ENS810数控系统（1）SIEMENS810数控系统基本特点（2）SIEMENS810数控系统体系结构（3）SIEMENS810数控系统结构（4）SIEMENS810数控装置的连接与要求2．SIEMENS802数控系统（1）SIEMENS802数控系统基本特点（2）SIEMENS802数控系统体系结构（3）SIEMENS802数控系统结构三、华中世纪星HNC-21数控系统1．华中世纪星数控系统基本特点2．华中世纪星数控系统体系