数控机床 教学课件 作者 张运吉 数控机床（第三单元）（第10-13章））.ppt

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1、第三单元计算机数控系统（CNC）目录第十章CNC数控系统的组成及其特点第十一章CNC数控装置的插补原理及刀具补偿原理第十二章常见数控厂家的数控产品第十三章进给伺服系统第十章CNC数控系统的组成及其特点第一节CNC数控系统；第二节计算机数控装置（CNC）；第三节CNC数控装置的特点及其功能；第一节CNC数控系统计算机数控(ComputerizedNumericalControl,简称CNC)系统是用计算机控制加工的并实现数字控制的系统，简称CNC数控系统。CNC数控系统由数控程序、输人装置、输出装置、计算机数控装置(CNC装置)、可编程逻辑控制器(PLC)、主轴驱动装置和

2、进给（伺服）驱动装置（包括检测装置）等组成，见图10-1所示。CNC系统的核心是CNC数控装置装置。由于使用了计算机，系统具有了软件功能，又用PLC代替了传统的机床电器逻辑控制装置，使系统更小巧，其灵活性、通用性、可靠性更好，易于实现复杂的数控功能，使用、维护也方便，并具有与上位机连接及进行远程通讯的功能，它比传统的NC硬件数控装置更具灵活性和通用性，控制功能灵活多样并易于实现机电一体化产品的控制。现代数控系统采用可编程控制器(PLC)取代了传统的机床电器逻辑控制装置，即继电器控制线路。用PLC控制程序实现数控机床的各种继电器控制逻辑。CNC数控系统的结构框图图10-1

3、CNC数控系统的组成第二节计算机数控装置（CNC）一、CNC数控装置的组成1.CNC数控装置由硬件和软件组成，软件在硬件的支持下工作，二者缺一不可。CNC装置的硬件除具有一般计算机所具有的微处理器（CPU）、存储器（ROM,RAM),输人输出(I/O)接口外，还具有数控装置要求的专用接口和部件，即位置控制器、数据输入/输出接口（纸带阅读机接口）、手动数据输人(MDI)接口和显示(CRT)接口。CNC装置硬件的组成如图10-2所示。2.CNC装置的软件是为了实现CNC系统各功能而编制的专用软件，称为系统软件。在系统软件的控制下，CNC装置对输人的加工程序自动进行处理，并发

4、出相应的控制指令。系统软件由管理软件和控制软件两部分组成。CNC装置软件的组成如图10-3所示。CNC数控装置硬件的组成结构图10-2CNC装置硬件的组成框图CNC数控装置的系统软件结构图10-3CNC装置软件的组成第二节计算机数控装置（CNC）二、CNC数控装置的微处理器结构1．单微处理器结构；在单微处理器结构中，只有一个微处理器，以集中控制、分时处理数控的各个任务。而有的CNC系统虽然有两个以上的微处理器，但其中只有一个微处理器能够控制系统总线，占有总线资源；而其它微处理器成为专用的智能部件，不能控制系统总线，不能访问主存储器。它们组成主从垂直结构，也被归于单微处理

5、器结构。2．多微处理器结构；在一个系统中有两个或两个以上的微处理器，则该系统结构称多微处理器型结构。目前使用的多微处理器结构有三种不同的结构形式，即分布式、主从式和总线式多主CPU结构，见图10-5，10-6，10-7所示。第二节计算机数控装置（CNC）图10-5分布式多微处理器结构图10-6主从式多微处理器结构图10-7总线式多微处理器结构第二节计算机数控装置（CNC）三、PLC在数控系统中的应用PLC在数控系统中是介于数控装置与机床之间的中间环节，根据输入的离散信息，在内部进行逻辑运算，并完成输入／输出控制功能，PLC用在CNC系统中有内装型和独立型之分。1.内装型

6、PLC内装型PLC与CNC其它电路通常装在一个机箱内，共用一个电源布和地线，它的硬件和软件部分被作为CNC系统的基本功能统一设计，具有结构紧凑、适配能力强等优点。见图10-8所示。2.独立型PLC独立型PLC处于CNC装置和机床之间，用PLC程序代替以往的继电器线路实现M、S、T功能的控制和译码。独立型PLC，一般采用模块化结构，装在插板式笼箱内。I/O点数可通过I／0模块或者插板的增减灵活配置，使得PLC与CNC的I／0信号连接变得简单。见图10-9所示。第二节计算机数控装置（CNC）图10-8内装型PLC的CNC数控系统结构图图10-9独力型PLC的CNC系统结构图

7、第三节CNC数控装置的特点及其功能一、CNC装置的特点1.灵活通用；2.控制功能的多样化；3.使用可靠、维修方便；4.易于实现机电一体化；二、CNC数控装置的功能1.控制轴功能；2.准备功能（G功能）；3.插补功能；4.进给功能；5.刀具选择功能；6.刀具补偿功能；7.主轴功能；第三节CNC数控装置的特点及其功能8.辅助功能；9.字符显示功能；10.自诊断功能；11.固定循环功能；12.通信功能；13.刀具磨损补偿功能；14.人机对话编程功能；15.宏程序功能。第十一章CNC数控装置的插补原理及刀具补偿原理第一节概述第二节逐点比较法直线插