数控系统的基本知识及常见数控系统

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1、1数控系统孙海亮2主要内容一、数控技术的发展二、数控系统的组成三、常见数控系统1、FANUC数控系统2、SIEMENS数控系统3、华中数控系统3一.数控技术的发展1.1946年世界上诞生了第一台电子计算机。2.第一台计算机诞生6年后，即在1952年，计算机技术应用到了机床上。1952在美国诞生了第一台数控机床。从此，传统的机床产生了质的变化。4第一台数控机床诞生至今五十年以来，数控机床的核心—数控系统的发展经历了二个阶段和六代的发展。1.数控（NC）阶段2.计算机数控（CNC）阶段5数控（NC）阶段(1952—1970年)早期的计算机运算速度低，这对当时的科学计算和数据处理影响不大，但它

2、不能适应机床实时控制的要求。人们不得不采用数字逻辑电路，搭成机床专用计算机作为数控系统，被称为硬件连接数控（HARD—WIREDNC）,简称为数控（NC）。随着电子元器件的发展，这个阶段又历经三代:1952年的第一代—电子管计算机组成的数控系统；1959年的第二代—晶体管计算机组成的数控系统；1965年的第三代—小规模的集成电路计算机组成的数控系统。6计算机数控（CNC）阶段这一阶段从1970年开始至今。1970年研制成功大规模集成电路，并将其用于通用小型计算机。此时的小型计算机，其运算速度比五、六十年代的计算机有了大幅度的提高。比专门搭成的专用计算机成本低，可靠性高。于是，小型计算机被

3、用作数控系统的核心部件，从此进入了计算机数控（CNC）阶段。计算机数控阶段也经历了三代:1970年第四代—小型计算机数控系统；1974年第五代—微处理器组成的数控系统1990年第六代—基于PC的数控系统。7数控系统近五十年来经历了两个阶段六代的发展，只是发展到了第五代以后，才从根本上解决了数控系统可靠性低，价格极为昂贵，应用很不方便等极为关键的问题，因此即使在工业发达国家，数控机床大规模地得到应用和普及也是在上世纪的七十年代末、八十年代初以后的事情，也就是说数控技术经过了近三十年的发展才走向普及应用。8现代数控技术发展趋势1高速、高精加工2数控系统具有多轴控制、多轴联动和复合加工的控制功

4、能3数控系统开放化、智能化和网络化9二、数控系统的组成数字控制机床是采用数字控制技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床，它是数控技术的典型应用。数控系统是实现数字控制的装置，计算机数控系统是以计算机为核心的数控系统。计算机数控系统的组成如图所示。101)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:接收CNC的指令,控制各伺服轴的动作各部分的功能1

5、1组成:中央单元(CPU)总线BUS存储器(RAM,ROM)I/O接口电路PLC主轴单元速度控制单元CNC单元系统的构成12总线,信息公共通路的总称物理导线分为:地址总线(DB)数据总线(AB)控制总线(CB)各部分介绍:CPU构成：由运算器、控制器、内部寄存器两个因素:1）位数2）速度作用:对系统内部工件及操作进行统一控制,按照程序中指令的要求进行各种运算,使系统成为一个有机整体.BUS13作用:①存放系统软件,零件程序参数等②存储运算的中间结果分类:存储器:14RAM(随机存储器)既可读入也可写出,用来存放①程序②参数③中间结果①②均应保持。ROM:只读存储器，存放系统软件又分为:E

6、PROM、E2ROM、闪存。15单微处理器：只有一个CPU、采用集中控制分时方法处理数控的各个任务。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。多处理器：两个及两个以上的CPU组成的CNC称为多微处理机系统。单CPU的弥补增加浮点协处理器，硬件分担插补，采用全智能化的CRT、PLC部件。块分为带CPU的主模块和不带CPU的从模块。特点：1、性能价格比高2、采用模块化结构，良好的适应性和扩展性3、硬件易于组织规模生产。4、可靠性高。按微处理器分类分类16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，

7、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。多CPU结构分类：171）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系列产品，维修维护方便按照电路板结构分18fanuc-6M系统的硬件介绍典型数控系统的硬件结构19SIN840C系统的硬件结构20组