数控原理及系统.ppt

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1、第五章计算机数控系统第一节、数控系统的基本原理与结构第二节、插补原理第三节、刀具补偿原理第四节、数控系统接口第五节、辅助功能与ＰＬＣ第六节、进给运动的误差补偿第一节数控系统的基本原理与结构一、数控系统基本原理：1NC硬件数控:即由硬件电路来完成插补的数控动作，出现的年代：1952～19652CNC计算机数字控制:由硬件和软件共同完成数控的功能，具有柔性。1974年以后一、数控系统基本原理：数控机床的定义：一种装了程序控制系统的机床，该系统能逻辑地处理具有使用号码或其他编程指令规则的程序。其核心是计算机数控系统。

2、数控系统：一种控制系统，它自动输入载体上事先约定的数字量，并将其译码，在进行必要的信息处理和运算后，控制机床和加工零件。CNC系统平台硬件操作系统管理软件应用软件控制软件数控加工程序接口被控设备机床机器人测量机......数控系统：一、数控系统基本原理：数控系统的组成：硬件计算机外围设备：CRT、键盘、面板、机床接口软件管理软件：输入输出、显示、自诊断等程序控制软件：输入、译码、刀具补偿、速度控制、插补运算、位置控制等。一、数控系统基本原理：硬件结构:CPU，存储器，总线、外设等。软件结构：是一种用于零件加工的

3、、实时控制的、特殊的（或称专用的）计算机操作系统。系统初始化系统控制软件程序管理编辑存储录放管理软件控制软件输入程序输出程序显示程序诊断程序译码程序补偿计算速度控制插补程序位控程序图5.1CNC软件的构成一、数控系统基本原理：3.工作原理通过各种输入方式，接受机床加工零件的各种数据信息，经过CNC装置译码，再进行计算机的处理、运算，然后将各个坐标轴的分量送到各控制轴的驱动电路，经过转换、放大去驱动伺服电动机，带动各轴运动。并进行实时位置反馈控制，使各个坐标轴能精确地走到所要求的位置。简要工作过程：1）输入：输入

4、内容——零件程序、控制参数和补偿数据。输入方式——穿孔纸带阅读输入、磁盘输入、光盘输入、手健盘输入，通讯接口输入及连接上级计算机的DNC接口输入简要工作过程：2）译码：以一个程序段为单位，根据一定的语法规则解释、翻译成计算机能够识别的数据形式，并以一定的数据格式存放在指定的内存专用区内。3）数据处理：包括刀具补偿，速度计算以及辅助功能的处理等。4）插补：插补的任务是通过插补计算程序在一条曲线的已知起点和终点之间进行“数据点的密化工作”。5）位置控制：在每个采样周期内，将插补计算出的理论位置与实际反馈位置相比较，

5、用其差值去控制进给伺服电机。6）I/O处理：处理CNC装置与机床之间的强电信号输入、输出和控制。7）显示：零件程序、参数、刀具位置、机床状态等。8）诊断：检查一切不正常的程序、操作和其他错误状态。二、数控系统的结构：1、构成1）输入装置:完成程序,参数等信息的输入MDI信息载体2)输出装置:完成打印,穿孔显示等3)通信线路:实现串行通讯及网络功能4)CNC:完成与外围设备联系,控制系统各部分功能5)PLC:完成机床的顺序控制,换刀,APC等6)主轴单元:接受CNC的指令,控制主轴电机的转速及旋向7)速度单元:接

6、收CNC的指令,控制各伺服轴的动作2、各部分的功能(一)、分类：1、按微处理器分类；单微处理器：是以一个CPU（中央处理器）为核心，CPU通过总线与存储器和各种接口相连接，采取集中控制、分时处理的工作方式，完成数控加工各个任务。缺点：①不易进行功能的扩展和提高。②处理速度低、数控功能差。四、CNC的硬件体系结构CPUROMRAMIN接口OUT接口阅读机接口MDI/CRT接口位置控制其它接口总线多微处理机CNC装置的结构：：单CPU的弥补：增加浮点协处理器、8086+8087硬件分担插补采用全智能化的CRT

7、、PLC部件。。两个及两个以上的CPU组成的CNC称为多微处理机系统。。模块分为带CPU的主模块和不带CPU的从模块。。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）硬件易于组织规模生产多CPU结构分类：共存储器以存储器为中心，各模块工作时，通过优先接受使用请求，使用完成要撤消，释放存储器。共总线以总线为中心，各模块工作时，仅有一个模块可占用总线，多个请求时由总线仲裁器来裁决。2、按照电路板结构分：1）大板结构：主电路板是大板，其他电路板是小印刷电路板，它们插在电路板的插槽内一块构成

8、CNC装置，FANUC-C,0等2）模块化结构：控制单元母版框架，各功能模块，软件硬件的设计成模块化特点：各功能块功能独立，便于开发同一功能的列产品，维修维护方便（二）典型数控系统的硬件结构：fanuc-6M系统的硬件介绍（一）各程序简介：1、输入程序：①把零件程序经缓冲器到存储②把存储的程序读入缓冲器记录垂直校验：每个程序数必须有偶数行代码否则以空格代替水平奇偶：每行代码中1的个数必