第3章_数控装置的原理与应用

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1、数控装置的原理与应用第3章2021/10/61数控装置的原理与应用3.1.1CNC系统的基本概念3.1.2CNC系统的基本硬件结构2021/10/623.1.1CNC系统的基本概念计算机数控（computerizednumericalcontrol,简称CNC）系统是用计算机控制加工功能，实现数值控制的系统。CNC系统由程序、输入装置、输出装置、CNC装置、PLC、主轴驱动装置和进给（伺服）驱动装置、检测装置组成。数控装置的原理与应用2021/10/63数控装置的原理与应用CNC系统的组成2021/10/641CNC装置（1）硬件组成中央处理单元（CPU）、总线、存储器（ROM、

2、RAM）、输入输出接口（I/O口）、PLC、主轴控制单元、进给控制单元等(2)功能从内部存储器或输入装置读取加工程序，经译码、运算和逻辑处理后，输出各种控制信息和命令，控制机床各部分的工作，使其进行规定的有序运动和动作。数控装置的原理与应用2021/10/652微处理器构成CPU、存储器、I/O接口★CPU:由运算器、控制器、寄存器组构成通过总线对系统内的部件和操作进行统一控制管理，使系统形成一个有机整体。★存储器：ROM、RAM存储系统软件、加工程序、参数、运算结果等。★I/O接口CPU与外设间的数据传输通道。数控装置的原理与应用2021/10/663CNC计算机系统分类（一）

3、按微处理器数量分为：单微处理机与多微处理机结构（二）按插接方式分为：大板式结构与功能模块式结构数控装置的原理与应用2021/10/671）单微处理机结构只有一台微处理机，采用集中控制、分时处理的方法来处理各个任务。所有的数控功能和管理功能都由一台微处理机来完成，功能上将受到微处理机的字长、数据宽度、寻址能力和运算速度等因素的限制。数控装置的原理与应用2021/10/68数控装置的原理与应用2）多微处理机结构★构成：由2台或2台以上的微处理机构成紧耦合：有集中的操作系统，共享资源松耦合：有多重操作系统，共享公共存储器和公共总线高性价比模块化结构，有良好的适应性和扩展性易于组织规模生

4、产高可靠性★分类★特点2021/10/69●共享存储器结构●共享总线结构★多微处理机的两种典型结构数控装置的原理与应用2021/10/610●共享存储器结构数控装置的原理与应用从机床来的控制信号输出至机床的控制信号伺服驱动数据、控制、寻址2021/10/611数控装置的原理与应用共享存储器结构的特点①每个微处理机按照各自存储器中的程序执行相应的控制功能②各微处理机之间不能直接进行相互通信，都需经过公共数据存储器进行通信③各微处理机优先级不同：伺服功能微处理机最高、插补微处理机其次、I/O微处理机排第三、最低是CRT输出显示功能的微处理机④共享存储器采用多端口形式实现各微处理机之间

5、的连接和通信2021/10/612●共享总线结构数控装置的原理与应用2021/10/613共享总线结构的特点①以系统总线为中心②各功能模块分为带有CPU的主模块和不带CPU的从模块③只有主模块有权控制使用系统总线④某一时刻只能由1个主模块占有总线⑤总线拥有总线仲裁机构，分为串行方式和并行方式⑥串行方式优先权由模块的链接位置决定，并行方式由优先权编码器来实现⑦功能模块之间的通信主要靠存储器来实现数控装置的原理与应用2021/10/6141）大板式结构大板式结构CNC系统的CNC装置由主电路板、位置控制板、PLC板、图形控制板和电源板等组成。主电路板是大印制电路板，其他电路是小印制电

6、路板，它们插在大印制电路板的插槽上，构成CNC装置。数控装置的原理与应用2021/10/615数控装置的原理与应用2021/10/616数控装置的原理与应用2021/10/6172）功能模块式结构整个CNC装置按功能划分为多个功能模块，硬件和软件的设计都采用模块化设计。每一个功能模块被做成尺寸相同的印刷电路板(称功能模板)，相应功能模块的控制软件也模块化。用户只要按需要选用各种控制单元母板及功能模板，将各功能模板插入控制单元母板的槽内，就可组成所需要模块式结构的CNC系统。常见的功能模板有CNC控制板、位置控制板、PLC板、图形板和通信板等。数控装置的原理与应用2021/10/6

7、18数控装置的原理与应用2021/10/619数控装置的原理与应用3.2CNC系统控制软件3.2.1CNC系统控制软件的功能3.2.2CNC系统控制软件的结构特点总结2021/10/620数控装置的原理与应用系统软件管理软件控制软件零件程序的输入、输出显示诊断通信译码刀具补偿速度处理插补运算位置控制2021/10/6211输入程序功能：将零件程序或参数等信息从数控机床的通信接口或键盘输入到计算机系统存储器中。数控装置的原理与应用通信接口零件程序存储器译码零件程序缓冲器键盘（MDI