合工大数控技术-计算机数控装置.ppt

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1、3.1概述一、CNC机床组成部分二、CNC装置的组成三、CNC装置的工作四、CNC装置的功能一、CNC机床的组成CNC机床的核心是完成数字信息运算、处理和控制的计算机，即数控制装置。二、CNC装置的组成从自动控制的角度来看，CNC装置是一种位置（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装置是由硬件（通用硬件和专用硬件）和软件（专用）两大部分组成的。（一）CNC装置的一般硬件结构计算机基本系统显示设备，计算机系统，输入/输出设备等。设备支持层人机控

2、制，运动控制，PMC，其他I/O设备层机床，机器人，测量机硬件是CNC装置的物质基础（二）CNC装置软件的功能性结构实质：具有实时性和多任务性的专用操作系统组成：管理软件、控制软件（三）CNC硬件软件的作用和相互关系CNC装置的系统平台（图）软件在硬件的支持下，合理组织管理整个系统的各项工作，实现各种数控功能。该平台提供CNC装置基本配置的必备功能；在该平台上可以根据用户的要求进行功能设计和开发。CNC装置的系统平台CNC装置的系统平台硬件操作系统管理软件应用软件控制软件数控加工程序接口被控设备机床机器人测量机......三、CNC装置的工作1、工作过程：通过各种输入方式，接受机床加工零件

3、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（逼近处理、插补运算、指令输出）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。2、CNC装置的工作内容数控程序的输入、存储译码数据处理刀具补偿、速度计算、逼近、插补、辅助信息处理位置控制在每个采样周期内，将插补计算出的理论位置与实际反馈位置相比较，用其差值去控制进给伺服电机。I/O处理显示零件程序、参数、刀具位置、机床状态等诊断检查一切不正常的程序、操作和其他错误状态。3、CNC装置的优点灵活性和通用性功能的修改和扩充、实用性

4、方面功能丰富插补功能（二次曲线、样条、空间曲面）补偿功能（运动精度、随机、非线性）可靠性高使用维护方便易于实现机电一体化四、CNC装置的功能基本功能控制功能、准备功能、插补功能和固定循环功能、进给功能、主轴功能、辅助功能、刀具管理功能、补偿功能、人机对话功能、自诊断功能、通信功能选择功能3.2CNC装置的硬件结构一、CNC装置硬件结构类型二、单机或主从结构模块的功能介绍三、多主结构的CNC装置硬件简介一、CNC装置硬件结构类型按印刷线路板的结构分All-In-One式结构多功能模块式结构按微处理器的个数分单处理器式多处理器式按制造方式分通用PC机结构特殊用途结构按开放程度分封闭式结构PC插

5、入NC结构NC插入PC结构基于软件的开放式1、单机（CPU）系统只有一个CPU，它集中控制和管理系统资源分时处理优点：投资小，结构简单，易于实现缺点：系统功能受CPU字长、数据宽度、寻址能力和运算速度限制已被多机系统的主从结构取代CPUROMRAMIN接口OUT接口阅读机接口MDI/CRT接口位置控制其它接口总线单微处理器硬件结构图2、多机（CPU）系统主从结构多主结构分布式结构1）主从结构描述：主CPU对系统资源（系统存储器、系统总线）有控制和使用权。其他带有CPU的功能部件（智能部件）无权控制和使用系统资源，只能接受主CPU的控制命令或数据，或向主CPU发出请求信息以获得所需数据。

6、2）多主结构描述：系统有两个或两个以上的带CPU的功能部件对系统资源有控制或使用权。采用紧耦合，均挂在系统总线上，集中在一个机箱内。有集中的操作系统通过总线仲裁器解决总线争用问题通过公共存储器进行信息交换。3）分布式结构描述：有两个或两个以上的带有CPU的功能模块，每个功能模块有自己独立的运行环境（系统总线、存储器、操作系统）；模块间采用松耦合，在空间上可以较为分散各模块间采用通信方式交换信息。二、单CPU或主从结构模块化设计含义：将控制系统按功能划分成若干种具有独立功能的单元模块。每个模块配上相应的驱动程序，按功能的要求选择不同的功能模块，并将其插入控制单元母板上，组成一个完整的控制系统

7、。条件：总线标准化CNC装置设计：归结为功能模块的合理选用1、单主结构的CNC装置硬件结构2、单主结构的CNC装置硬件结构1）计算机主板和系统总线（无源母板）2）显示模块（显示卡）3）输入/输出模块（多功能卡）4）电子盘（存储模块）5）设备辅助控制接口模块6）位置控制模块7）功能接口模块1）计算机主板和系统总线计算机主板系统总线（母板）4）电子盘（存储模块）存放内容：系统软件，系统固有数据，系统配置参数，零件程序非易失性