计算机数控技术 教学课件 作者 黄家善 主编 第六章　典型数控系统的分析.ppt

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1、计算机数控技术主编:黄家善D6第六章　典型数控系统的分析D6第六章　典型数控系统的分析第一节　经济型数控系统的设计与分析第二节FANUC数控系统介绍第三节SIEMENS数控系统介绍D6第一节　经济型数控系统的设计与分析一、开环数控系统的设计要求二、开环数控系统的硬件设计D6一、开环数控系统的设计要求1)微机，包括中央微处理器、存储器、I/O接口等。2)进给伺服系统，在开环数控系统中为步进电动机伺服系统。3)开关量控制及主轴控制，这部分涉及到M.T.S代码的执行。4)人机接口和通信接口。5)控制软件。(1)系统功能要求　设计系统之前，必须明确定义系统的功能。(2)确定控制

2、任务及软统功能，可以进一步确定系统的基本组成部分及各部分要完成的控制任务。(3)确定各部分的联系　确定系统各部分的联系，主要是指信息方面的联系。(4)确定系统结构　应结合系统的控制要求及所选微机性能的强弱确定采用单微机系统还是多微机系统。D6控制软件图6-1　开环数控系统结构框图D6二、开环数控系统的硬件设计(一)微机系统设计(二)外围电路设计D6(一)微机系统设计微机系统可以自行设计线路、加工印制线路板、组装成微机系统。也可以选购合适的工控微机，这样可缩短开发周期。开环数控系统一般使用单微机系统，通常在设计微机系统时将键盘及显示电路一并考虑。D6(二)外围电路设计外围

3、电路包括面向机床的输入输出控制通道和人机接口两大部分。控制通道主要有步进电动机控制电路、开关量输入输出通道、主轴控制电路等。D62.开关量输入通道图6-4　高低压驱动功放电路D62.开关量输入通道图6-5　无隔离的开关量输入电路D63.开关量输出通道图6-8　开关量输出电路a)驱动继电器输出　b)驱动双向晶闸管输出D64.人机接口电路人机接口中，CRT接口比较复杂，一般不自行设计，可以直接选购CRT接口板，设计微机系统时也需考虑与CRT接口板的接口。D6三、开环数控系统的软件设计(一)软件设计步骤(二)软件模块划分D6(一)软件设计步骤1.编写设计任务书2.软件任务分析

4、3.资源分配4.编程及调试D6(二)软件模块划分图6-9　开环数控系统软件主流程D6四、开环数控系统设计举例1.车床数控系统的功能分析2.车床数控系统的结构3.车床数控系统的硬件设计4.主轴转速给定5.车床数控系统的软件设计前面已介绍了开环数控系统的软件设计，并给出了程序主流程图(见图6-9)。6.螺纹插补D61.车床数控系统的功能分析1)控制轴数2)插补方式直线、圆弧插补3)脉冲当量Z向0.01mm/P4)坐标值计入方式绝对值、增量值混合使用5)最大编程值999.99mm6)显示数码管显示7)准备功能8)辅助功能9)主轴转速选择S变频无级调速10)刀具选择T11)进给

5、速度FF1～F102312)程序输入方式键盘输入、通信输入D61.车床数控系统的功能分析图6-10　方形旋转刀架结构示意图D62.车床数控系统的结构图6-11　车床数控系统结构框图D63.车床数控系统的硬件设计(1)微机系统的硬件设计　前面已经较详细地讨论过微机系统的硬件设计。(2)人机接口的硬件设计　人机接口包括键盘与显示、通信接口和操作面板。(3)步进电动机驱动　步进电动机的环行分配用软件实现。(4)强电控制电路　强电控制包括主轴的起动、停止、正转、反转控制，刀架控制，切削液开关等，都是开关量控制。D6强电控制电路图6-12　方形旋转刀架刀位检测原理图a)侧视图　b

6、)俯视图D6强电控制电路表6-1　刀位编码表D6强电控制电路图6-13　刀架控制程序流程图D64.主轴转速给定主轴转速是由变频调速器控制的，数控系统的微机根据加工程序段中的S指令，求出主轴转速给定值，并将给定值传送给变频调速器。D65.车床数控系统的软件设计(1)程序编辑方式　程序编辑方式的功能主要有程序输入、程序编辑和参数输入等。(2)手动方式　在手动方式下，接受并执行操作者通过按钮发出的指令。(3)程序段运行方式　进入此方式后，等待运行按钮按下。(4)全程序运行方式　进入全程序运动方式后，首先等待运行键按下(或方式开关转入其他方式)。(5)译码　译码程序根据程序指针

7、从用户程序存储区读一段程序，根据G代码所表示的插补功能，对程序段中X、Z坐标值及I、K、R等数据进行处理，得出插补计算所需要的坐标值、判终计数值及标志字。D66.螺纹插补在数控车床上切削螺纹，Z轴的进给必须严格与主轴的转动同步，即根据主轴脉冲发生器所检测的转角(以脉冲的形式输出)来产生Z轴的进给。这里介绍螺纹插补通常采用的数字积分法。D6第二节　FANUC数控系统介绍一、系统简介二、FANUC数控系统功能特点三、位置控制四、FANUC数控系统构成D6一、系统简介1.FS6系列数控系统2.F10/11/12系列数控系统3.F0系列数控系统4