数控机床及应用 教学课件 作者 张立仁主编 数控机床及应用课件第二章.ppt

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1、第２章机床数控系统学习目标2．1机床数控系统的组成2．2数控系统的插补原理2．3刀具补偿原理2．4典型数控系统举例2．5开放式数控系统简介本章小结思考题学习目标结合典型的数控系统,掌握机床数控系统的组成、原理、分类和功能,了解开放式数控系统图2-1CNC系统组成框图图2-2CNC装置硬件组成图2-3单机系统CNC结构框图图2-4CMOSRAM存储器框图图2-5位置控制芯片图2-6位置控制模板结构框图图2-7数控装置、控制设备和机床之间的连接图2-8多CPU共享总线结构框图图2-9串行总线仲裁连接方法图2-10并行总线框图图2-11共享存储

2、器结构图2-12三种典型的软硬件界面图2-13CNC系统任务分解图2-14任务的并行处理图2-15CPU分时共享和中断优先级图2-16资源重叠流水管理图2-17CNC中的信息交换图2-18逐点比较插补法程序流程图图2-19直线插补图2-20逐点比较法第一象限直线插补程序流程图图2-21插补轨迹图2-22四象限直线偏差和进给方向图2-23圆弧插补图2-24逆弧插补的进给方向图2-25第一象限圆弧插补的程序流程图图2-26圆弧插补走刀轨迹图2-27四个象限的圆弧图2-28数字积分原理图2-29数字积分法直线插补图2-30数字积分法直线插补

3、框图图2-31数字积分法第一象限直线插补程序流程图图2-32数字积分法直线插补轨迹图2-33数字积分法圆弧插补原理框图图2-34数字积分法第一象限逆圆插补程序流程图图2-35数字积分法圆弧插补轨迹图2-36弦线逼近圆弧图2-37时间分割法直线插补图2-38时间分割法圆弧插补图2-39刀具中心偏差图2-40直线刀具补偿的计算图2-41圆弧刀具半径补偿的计算图2-42直线至直线左刀补情况图2-43直线至直线右刀补情况图2-44直线至圆弧、圆弧至直线、圆弧至圆弧的转接图2-45换刀后刀补示意图图2-46840D数控系统的基本结构图2-47NC

4、模块图2-48电源模块图2-49单轴驱动模块611D图2-50双轴驱动模块611D图2-51840D数控系统典型接线图图2-52PC连接型CNC图2-53PC内藏型CNC例图2-54CNC内藏型例（PMAC控制器）图2-55开放式数控系统总体结构框图2．1机床数控系统的组成2.1.1数控系统的组成2.1.2计算机数控装置（CNC）的组成和特点2.1.3数控装置的功能2.1.4CNC系统的硬件组成2.1.5CNC系统的软件组成2.1.1数控系统的组成CNC数控系统的组成，如图2-1所示（1）程序、输入输出设备（2）计算机数字控制装置（3）

5、可编程控制器（PLC）（4）通信及网络设备（5）主轴驱动装置（6）进给驱动装置等组成2.1.2计算机数控装置（CNC）的组成和特点1.计算机数控装置（CNC）的组成硬件和软件两部分硬件由中央处理单元（CPU）、存储器、输入输出接口、MDI/CRT接口、位置控制等部分组成，如图2-2所示。软件由管理软件和控制软件组成。2.数控装置的特点（1）灵活性和通用性（2）可靠性高（3）数控功能丰富（4）使用维修方便（5）易于实现机电一体化2.1.3数控装置的功能1、基本功能2、选择功能1．基本功能（1）控制功能（2）准备功能（3）插补功能（4）进给

6、功能1）切削进给速度2）同步进给速度3）快速进给速度4）进给倍率。（5）主轴功能即主轴转速的控制功能（6）刀具管理功能（7）显示功能（8）辅助功能（9）自诊断功能2.选择功能（1）补偿功能包括以下方面：1）刀具长度和半径的补偿2）工艺量的补偿（2）固定循环功能（3）通信功能2.1.4CNC系统的硬件组成CNC装置从硬件的组成上可分为：单机系统和多机系统。１、单机系统的组成２、多机系统的组成1．单机系统的组成单机系统指整个CNC装置只有一个CPU，集中控制和管理整个系统资源，通过分时处理的方式，完成数控加工中各个任务，如图2-3所示。单机系

7、统包括微型计算机系统的基本结构：（1）微处理器和总线（2）存储器（3）位置控制单元（4）I/O接口（1）微处理器和总线微处理器主要完成控制和运算两方面的任务。控制功能主要包括：内部控制、对零件加工程序输入、输出的控制及对机床加工现场状态信息的记忆控制。运算任务是完成一系列的数据处理工作，主要包括译码、刀补计算、运动轨迹计算、插补计算和位置控制的给定值与反馈值的比较运算等。总线是CPU与各组成部件、接口等之间的信息公共传输线，包括控制、地址和数据总线，即通常所说的三总线。传输信息的高速度和多任务性，使总线结构和标准也在不断发展。（2）存储器

8、CNC系统中的存储器包括只读存储器（ROM）和随机存储器（RAM）两种。系统程序存放在只读存储器EPROM中，由生产厂家固化。即使断电，程序也不会丢失。程序只能被CPU读出，不能写入。必要时经