计算机数控系统-精品ppt课件

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1、Clicktoaddyourtext第五章计算机数控系统河北理工大学机械工程学院工程训练中心张好强5.1概述5.2CNC系统的硬件结构5.3CNC系统的软件结构5.4CNC系统的输入输出与通信5.5CNC装置的插补原理第五章计算机数控系统本章教学要求：本章让学生了解计算机数控系统的基本知识，掌握计算机数控系统的软硬件结构，掌握计算机数控系统的插补原理，了解计算机数控系统的输入输出与通信要求。第五章计算机数控系统5.1概述5.1.1CNC系统的组成CNC系统主要由硬件和软件两大部分组成。其核心是计算机数字控制装置。它通过系统控制软件

2、配合系统硬件，合理地组织、管理数控系统的输入、数据处理、插补和输出信息，控制执行部件，使数控机床按照操作者的要求进行自动加工。CNC系统采用了计算机作为控制部件，通常由常驻在其内部的数控系统软件实现部分或全部数控功能，从而对机床运动进行实时控制。第五章计算机数控系统图5-1CNC系统的结构框图在图5-1所示的整个计算机数控系统的结构框图中，数控系统主要是指CNC控制器。CNC控制器是由数控系统硬件、软件构成的专用计算机与可编程控制器PLC组成。前者主要处理机床轨迹运动的数字控制，后者主要处理开关量的逻辑控制。第五章计算机数控系统5

3、.1.2CNC系统的功能和一般工作过程1．CNC系统的功能数控系统的功能通常包括基本功能和选择功能。基本功能是数控系统必备的功能，选择功能是供用户根据机床特点和用途进行选择的功能。CNC系统的功能主要反映在准备功能G指令代码和辅助功能M指令代码上。下面为其主要功能:1）控制功能7）刀具功能2）准备功能8）补偿功能3）插补功能9）字符、图形显示功能4）进给功能10）自诊断功能5）主轴功能11）通信功能6）辅助功能12）人机交互图形编程功能第五章计算机数控系统2．CNC系统的一般工作过程图5-2CNC的工作流程第五章计算机数控系统1.

4、从CNC系统的总体安装结构看，有整体式结构和分体式结构两种。整体式结构是把CRT和MDI面板、操作面板以及功能模块板组成的电路板等安装在同一机箱内。分体式结构通常把CRT和MDI面板、操作面板等做成一个部件，而把功能模块组成的电路板安装在一个机箱内，两者之间用导线或光纤连接。CNC操作面板在机床上的安装形式有吊挂式、床头式、控制柜式、控制台式等多种。第五章计算机数控系统5.2CNC系统的硬件结构2、从组成CNC系统的电路板的结构看，有大板式结构和模块化结构。(1)大板式结构:一个系统一般都有一块大板，称为主板。主板上装有主CPU和

5、各轴的位置控制电路等。其他相关的子板（完成一定功能的电路板），如ROM板、零件程序存储器板和PLC板都直接插在主板上面，组成CNC系统的核心部分。(2)总线模块化的开放系统结构:柔性比较高,将CPU、存储器、输入输出控制分别做成插件板（称为硬件模块），甚至将CPU、存储器、输入输出控制组成独立微型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。硬、软件模块形成一个特定的功能单元，称为功能模块。功能模块间有明确定义的接口，接口是固定的，彼此可以进行信息交换。第五章计算机数控系统3、从CNC系统使用的CPU及结构来分，C

6、NC系统的硬件结构一般分为单CPU结构和多CPU结构两大类。初期的CNC系统和现在的一些经济型CNC系统一般采用单CPU结构，而多CPU结构可以满足数控机床高进给速度、高加工精度和许多复杂功能的要求，适应于并入FMS和CIMS运行的需要，发展迅速，反映了当今数控系统的新水平。第五章计算机数控系统5.2.1单CPU系统的硬件结构第五章计算机数控系统5.2.2多CPU系统的硬件结构多CPU结构CNC系统是指在CNC系统中有两个或两个以上的CPU能控制系统总线或主存储器进行工作的系统结构。这种结构中每个CPU完成系统中规定的一部分功能，

7、独立执行程序，它比单CPU结构提高了计算机的处理速度。多CPU结构的CNC系统采用模块化设计，将软件和硬件模块形成一定的功能模块。模块间有明确的符合工业标准的接口，彼此间可以进行信息交换。这样可以形成模块化结构，缩短了设计制造周期，并且具有良好的适应性和扩展性，结构紧凑。多CPU的CNC系统适合于多轴控制、高进给速度、高精度的数控机床。第五章计算机数控系统1．多CPUCNC系统的典型结构1）共享总线结构在这种结构中，只有主模块有权控制系统总线，且在某一时刻只能有一个主模块占有总线，如有多个主模块同时请求使用总线会产生竞争总线问题。

8、第五章计算机数控系统2）共享存储器结构在该结构中，采用多端口存贮器来实现各CPU之间的互连和通信，每个端口都配有一套数据、地址、控制线，以供端口访问。由多端口控制逻辑电路解决访问冲突。图5-5共享存储器的多CPU结构框图第五章计算机数控系统2．多C