第4章 计算机数字控制装置new

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1、CNC第四章计算机数字控制装置CNC第四章计算机数字控制装置本章内容4.1概述¾CNC装置的硬件结构从自动控制的角度来看，CNC系统是一种位置¾CNC装置的软件结构（轨迹）控制系统，其本质上是以多执行部件(各运动轴)的位移量、速度为控制对象并使其协调运动的¾可编程控制器（PLC）自动控制系统，是一种配有专用操作系统的计算机控制系统。¾典型的CNC系统简介从外部特征来看，CNC系统是由硬件（通用CNC装置硬件和专用硬件）和软件（专用）两大部分组成数控指令输入计算机硬件电路伺服系统数控机床的。CNC第四章计算机数字控制装置CNC第四章计算机数字控制装置4.1概

2、述数控加工程序I/O模块等PC+CNC+PLC被控设备管理软件控制软件机床驱动系统机器人接口操作系统测量机......硬件电子手轮CNC键盘CNC系统平台主轴电机机床控制面板进给伺服电机CNC第四章计算机数字控制装置CNC第四章计算机数字控制装置4.1概述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CNC系统工作过程放在指定的内存专用区内。输入→译码→数据处理→插补→将各个坐标轴的分量送到各控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。制轴的驱动电路，经过转换、放大去驱动伺服电动机

3、，带动各轴运动→实时位置反馈控制，使各个坐标轴能精确地走到所要4）插补：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”。求的位置。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1）输入实际反馈位置相比较，用其差值去控制进给伺服电机。输入内容——零件程序、控制参数和补偿数据。6）I/O处理：处理CNC装置与机床之间的强电信号输入、输出和输入方式——磁盘输入、光盘输入、键盘输入、通讯接口输控制。入及连接上位计算机的DNC接口输入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。

4、1CNC第四章计算机数字控制装置CNC第四章计算机数字控制装置4.2CNC装置的硬件结构4.2CNC装置的硬件结构CNC装置的硬件结构ROMRAMIN接口OUT接口按其中含有CPU的多少可分为：CPU总线单微处理机结构和多微处理机结构；可编程MDI/CRT位置其它按电路板的结构特点可分为：控制接口控制接口大板结构和模块化结构。单微处理器硬件结构图)CNC第四章计算机数字控制装置CNC第四章计算机数字控制装置4.2CNC装置的硬件结构4.2CNC装置的硬件结构单微处理器数控装置:存储器以一个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，

5、采取集中控制、分时处理的只读存储器（ROM）：系统程序工作方式，完成数控加工各个任务。随机存储器（RAM）：运算的中间结果、需显示的数据、¾一个微处理器完成所有的功能运行中的状态、标志信息、¾采用总线结构加工的零件程序、机床参数、¾结构简单，易于实现刀具参数¾功能受限制单微处理器结构组成：微处理器（运算、控制）、存储器、总线、接口；CNC第四章计算机数字控制装置CNC第四章计算机数字控制装置4.2CNC装置的硬件结构4.2CNC系统的硬件结构位置控制单元多微处理器结构¾对进给运动的坐标轴位置进行控制（包括位置在一个数控系统中有两个或两个以上的微处理和速度控

6、制）器，分别实现相应的数控功能。9对主轴控制，一般只包括速度控制¾C轴位置控制：包括位置和速度控制特点：¾刀库位置控制（简易位置控制）能实现真正意义上的并行处理，处理速度快，可以实现较复杂的系统功能。容错能力强，在某模块出了故障后，通过系统重组仍可继续工作。2CNC第四章计算机数字控制装置CNC第四章计算机数字控制装置4.2CNC系统的硬件结构4.2CNC系统的硬件结构多处理器结构多微处理机结构80x86CPU结构形式：可分：分布式、主从式、总线式。51系列单片机分布式：各CPU独立、完整，通过外部通信链路连接起处理器类型FPGA（现场可编程门阵列）来，数

7、据交换和资源共享通过网络技术实现。DSP（数字信号处理器）主从式：主控CPU、从控CPU，主控CPU才能控制和访问ARM架构处理器总线，通过总线对从控CPU控制、监视、协调。总线式（多主式）：主总线连接多个CPU，可直接访问同构多处理器所有系统资源，解决总线争用问题。多处理器组成异构多处理器典型结构:共享总线型、共享存储器型及混合型结构CNC第四章计算机数字控制装置CNC第四章计算机数字控制装置4.2CNC系统的硬件结构4.2CNC系统的硬件结构共享总线结构结构特征：CRT/MDIo功能模块分为带有CPU的主模块和从模块操作面板通信模块自动编程模块主存储（

8、RAM/ROM，I/O模块）；图形显示(CPU)(CPU)器模块模