计算机数控CNC装置ppt课件.ppt

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1、第四章计算机数控（CNC）装置4.1概述4.1.1CNC技术的发展数控系统用数值数据的控制系统，在运行过程中，不断引入数值数据，从而实现机床加工过程的自动控制。数控系统的基本组成包括控制器和驱动装置（JB/T8832-2001）ISO对数控系统的定义：“数控系统是一种控制系统，它自动阅读输人载体上事先给定的数字，并将其译码，从而使机床移动和加工零件”。4.1概述4.1.1CNC技术的发展1952年，美国MIT利用电子管成功地研制出一套三坐标联动、利用脉冲乘法器原理的试验性数字控制系统，并把它装在一台立式铣床上，这是世界上第一代数控系统。1959年，电子行业研制出晶体管器件，因而数控系

2、统中广泛使用晶体管和印制电路板，数控系统跨人第二代。1965年，出现了小规模集成电路。由于它的体积小、功耗低，使数控系统的可靠性得到进一步提高，数控系统发展到了第三代。以上三代都是采用专用控制的硬件逻辑数控系统，也称硬件数控(NC)。随着计算机技术的发展，小型计算机开始取代专用控制的硬件逻辑数控，许多功能由软件程序实现。由计算机作控制单元的数控系统(CNC)称为第四代数控系统，1970年，在美国芝加哥国际展览会上，首次展出了这种系统。1970年前后，美国英特尔公司开发和使用了微处理器。1974年，又出现了以微处理器为核心的数控系统，这就是第五代数控系统(MNC)。近20多年来，微处理

3、器数控系统得到了飞速发展和广泛的应用。现在，人们将MNC也通称为CNC。由于CNC的大部分功能由软件技术实现，因而使得硬件进一步简化，系统可靠性提高，功能更加灵活和完善。计算机数控(CNC)也称为软接线数控。4.1.2CNC系统的基本组成计算机数控(CNC)系统是一种用计算机通过执行其存储器内的程序来实现部分或全部数控功能，并配有接口电路和伺服驱动装置的专用计算机系统。目前习惯上所称的计算机数控(CNC)系统多指微型机数控(MNC)。CNC系统由数控程序、输入输出设备、计算机数控装置(CNC装置)、可编程序控制器(PLC)、主轴驱动装置和进给驱动装置(包括检测装置)等组成，如图所示。

4、4.1.3CNC装置的组成（1）CNC装置的硬件组成CNC装置是数控系统的核心，是一台专用计算机，具有CPU、存储器、总线、外设等。其外设通常是指输出接口及后续装置，最主要的是输出伺服运动指令推动数控机床各坐标轴运动。在CNC装置中，一般将显示器和机床操作面版做在一起，以便实现手动数据输入；将CPU、存储器、位置控制器、输出接口等做在一起，构成CNC装置。I/O主板显卡功能模板m功能模板1电子盘多功能卡位控板n位控板1PLC模块主轴控制机床I/O面板速度控制1速度控制n功能驱动1功能驱动m…………系统总线（BUS）标准PC计算机CNC装置CNC系统面板控制单元主轴电机进给伺服电机电子

5、手轮I/O模块机床控制面板CNC键盘驱动系统（2）CNC装置的软件组成包括管理软件和控制软件两大类。管理软件由零件程序的输入、输出程序、显示程序和诊断程序等组成。控制软件由译码程序、刀具补偿计算程序、速度控制程序、插补运算程序和位置控制程序等组成4.1.4、CNC装置的主要功能和特点4.1.4.1CNC装置的主要功能（1）控制功能（2）准备功能（3）插补功能（4）进给功能（5）主轴速度功能（6）辅助功能（7）刀具功能（8）固定循环功能（9）补偿功能（10）字符图形显示功能（11）程序编制功能（12）输入、出和通信功能（13）自诊断功能4.1.4.2CNC装置的主要特点（1）灵活性大、

6、通用性强（2）可以实现丰富、复杂的功能（3）易于实现机电一体化（4）可靠性高、使用维修方便4.2CNC装置的硬件结构现在生产和新研制的数控机床都是采用微型计算机数控装置。从价格、功能和使用等性能指标考虑，可分为经济型、标准型和高档型三类数控装置；按微处理器的数目可分为：单微处理器和多微处理器结构按电路板的结构特点可分为：大板结构和模块化结构4.2.1大板式结构和模块化结构大板式结构的CNC装置，将主电路板做成大印刷电路板，称为主板，包括主CPU和位置控制等，其它电路板为小板，可插在大板的插槽内。大板式结构紧凑，可靠性高，但其硬件功能不易变动，柔性低。模块化结构的CNC装置，是将整个C

7、NC装置按功能划分为若干个功能模块，每个功能模块的硬件按模块化方法设计成尺寸相同的印刷电路板（称为功能模板），各板均可插到符合相应工业标准总线的母板的插槽内。功能模块的控制软件也是模块化的。于是可按积木形式构成CNC装置，使设计简单，调试与维修方便，具有良好的适应性和扩展性。4.2.2单、多微处理器的硬件结构1）单微处理器结构整个CNC装置只有一个CPU，它集中控制和管理整个系统资源，通过分时处理的方式来实现各种NC功能主从结构，系统中只有一个CPU(称为