计算机数控(CNC)装置.pdf

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1、第第44章章计算机数控(CNC)装置2009-04-154.14.1概概述述2009-04-154.1.1CNC技术的发展表4.1数控系统的演变诞生年代分类世代系统元件及电路构成世界我国第一代1952年1958年电子管、继电器，模拟电路硬件数第二代1959年1965年晶体管，数字电路（分立元件）控NC第三代1965年1972年集成数字电路第四代1970年1976年内装小型计算机，中规模集成电路第五代1974年1982年内装微处理器的NC字符显示，故障自诊断计算机数控1979年超大规模集成电路，大容量存储器，可编程接口，遥控接口CNC1981年人机对话,动态

2、图形显示,实时软件精度补偿,适应机床无人化运转要求1987年32位CPU，可控15轴，设定0.0001mm进给速度24m/min，带前馈控制的交流数字伺服、智能化系统。1991年利用RISC技术64位系统。1995年微机开放式CNC系统。2009-04-154.1.1CNC技术的发展表4·2数控系统的技术进步状况年代767778798081828384858687～9091CPU3000C/2901位片机16位微处理器32位微处理器64位伺服交流模直流模拟伺服交流数字伺服驱动拟伺服最小设定10.10.01单位高速、高精度型2.1m/min8.4m/min3

3、3.7m/min进给速度高速型15m/min60m/min快速9.6m/min15m/min24m/min60m/min240m/min用软件扩充数控功能、32位CPU，高速、高精度加工，扩充用软件充实人机接口，彩色刀具补偿，固定循数字伺服，高速主轴，智能化开放功能显示，会话编程，仿真环，存储器运行系统2009-04-154.1.1CNC技术的发展表4·3数控系统的功能水平项目低档中档高档分辨率10μm1μm0.1μm进给速度8-15m/min15-24m/min15-100m/min联动轴数2-3轴2-4轴或3-5轴以上主CPU8位16位、32位甚至采用

4、RISC的64位伺服系统步进电机、开环直流及交流闭环、全数字交流伺服系统有内装PC，功能极强的内装PC，甚至有轴控制功能内装PLC无数码管,简单的CRT字符有字符图形或三维图形显示显示功能显示还可能有MAP通通信功能无RC232C和DNC接口讯接口和联网功能2009-04-154.1.24.1.2CNCCNC系统的组成系统的组成EIA(美国电子工业协会)所属的数控标准化委员会的定义:“CNC是用一个存储程序的计算机，按照存储在计算机内的读写存储器中的控制程序去执行数控装置的部分或全部功能，在计算机之外的唯一装置是接口”。ISO(国际标准化组织)的定义:“数

5、控系统是一种控制系统，它自动阅读输入载体上事先给定的数字，并将其译码，从而使机床移动和加工零件”。CNC系统与NC系统数控系统分轮廓控制和点位控制系统。数控系统的核心是完成数字信息运算、处理和控制的计算机，即数字控制装置。2009-04-154.1.24.1.2CNCCNC系统的组成系统的组成从自动控制的角度来看，CNC系统是一种位置（轨迹）、速度（还包括电流）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。从外部特征来看，CNC系统是由硬件（通用硬件和专用硬件）和软

6、件（专用）两大部分组成的。2009-04-154.1.34.1.3CNCCNC装置的组成和工作原理装置的组成和工作原理数控加工程序应用软件控制软件被控设备管理软件机床接口机器人操作系统测量机......硬件CNC系统平台2009-04-154.1.34.1.3CNCCNC装置的组成和工作原理装置的组成和工作原理1.硬件结构:CPU，存储器，总线、外设等。2.软件结构：是一种用于零件加工的、实时控制的、特殊的（或称专用的）计算机操作系统。系统初始化程序管理系统控制软件编辑存储录放管理软件控制软件输入输出程序显示诊断程译码补偿速度插补位控程序程序程序计算控制程

7、序程序序图4.1CNC软件的构成2009-04-154.1.34.1.3CNCCNC装置的组成和工作原理装置的组成和工作原理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20

8、09-04-154.1.34.1.3CNCCNC装置的组成和工作原