第3章 计算机数控(cnc)系统

《第3章 计算机数控(cnc)系统》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第3章计算机数控（CNC）系统§3-1概述一、CNC系统的定义与组成1.CNC的定义用一台计算机代替先前的数控装置所完成的功能，是一种包含计算机在内的数字控制系统。EIA的数控标准化委员会的定义：CNC是用一个存储程序的计算机，按照存储在计算机内的读写存储器中的控制程序去执行数控装置的一部分或全部功能。§3-1概述2.CNC的组成CNC系统是由数控程序、输入输出设备、CNC装置、可编程控制器（PLC）、主轴驱动装置和进给驱动装置（包括检测装置）等组成。§3-1概述CNC与传统NC系统的区别：CNC系统附加了一个计算

2、机作为控制器的一部分，计算机接收各种输入信息，执行各种控制功能。硬件电路完成其他一些控制操作。§3-1概述二、CNC装置的组成CNC控制器伺服系统数控机床计算机（软件功能）硬件电路（硬件功能）指令输入CNC装置由硬件和软件组成，软件在硬件的支持下运行，离开软件，硬件便无法工作，两者缺一不可。§3-1概述1.CNC装置的硬件CNC装置的硬件具有一般计算机的基本结构，另外一方面还有数控机床所特有功能的功能模块与接口单元。§3-1概述2.CNC装置的软件CNC装置的软件又称系统软件，由管理软件和控制软件两部分组成。§3-

3、1概述三、CNC装置工作过程1.输入输入内容包括零件程序、控制参数和补偿数据。输入方式有存储工作方式和NC工作方式。2.译码将加工程序按照一定的语法规则解释成计算机能够识别的数据形式，并完成对程序段的语法检查。3.刀具补偿包括长度补偿和半径补偿。作用是把零件轮廓轨迹转换成刀具中心轨迹。§3-1概述4.进给速度处理将编程所给的刀具合成速度转化为沿坐标方向的分速度，并进行自动加减速处理。5.插补插补的任务是在一条已知起点和终点的曲线上进行“数据点的密化”。一般的CNC装置中，仅能对直线、圆弧进行插补计算。6.位置控制在

4、每个采样周期内，将理论位置与实际反馈位置进行比较，用其差值控制进给电动机。§3-1概述7.输入／输出（I／O）处理CNC的I／O处理是CNC与机床之间的信息传递和变换的通道。8.显示为操作者使用提供方便，一般位于机床的控制面板上。通常应有：零件程序的显示，参数显示，刀具位置显示等。9.诊断可以有联机诊断、脱机诊断、远程诊断等形式。§3-1概述四、CNC装置的优点1.灵活性通过改变相应的硬件模块和控制软件就可改变其功能，从而满足不同加工要求。2.可靠性零件程序一次送入存储器，加工时再被调用，避免加工中出错。许多功能由

5、软件实现，可靠性大为改善。3.通用性硬件采用模块结构，易于实现扩展，且可依靠软件变化来满足各种机床的不同要求。§3-1概述4.丰富的数控功能CNC装置利用计算机很强的计算能力来实现一些复杂的数控功能。大量的辅助功能可以被编程，子程序和宏程序概念的引入简化了程序的编制。5.使用和维修方便CNC装置有诊断程序。CNC装置有零件程序编辑功能，程序编制和检验都很方便。6.易于实现机电一体化§3-1概述五、CNC装置的功能CNC装置的功能通常包括基本功能和选择功能。1.控制功能控制功能是指CNC装置能够控制的并且能够同时控制

6、联动的轴数。2.准备功能准备功能又称G功能，用来指明机床的下一步如何动作。3.插补功能用于对零件轮廓加工的控制。§3-1概述4.固定循环加工功能固定循环指令是将典型动作事先编好程序并储存在内存中，用G代码进行指定。使用固定循环加工功能可以使编程工作简化。5.进给功能进给功能用F指令给出各进给轴的进给速度。6.主轴功能主要是用来指定主轴转速，设置恒定线速度，还可以实现主轴准停等功能。§3-1概述7.辅助功能辅助功能主要用于指定主轴的正转、反转、停止、冷却液的开关、换刀等动作，用M指令指定。8.刀具功能刀具功能用来选择

7、刀具并且指定有效刀具的几何参数的地址。9.补偿功能补偿包括刀具补偿、丝杠螺距误差补偿和反向间隙补偿。§3-1概述10.显示功能用作显示程序、零件图形、人机对话编程菜单、故障信息等。11.通信功能通信功能主要完成上级计算机与CNC装置之间的数据和命令传送。12.自诊断功能13.人机对话编程功能可根据引导图和说明显示进行对话式编程。§3-2CNC装置的硬件结构CNC装置硬件结构根据控制功能的复杂程度可分别采用单处理器结构和多处理器结构。一、单微处理器结构的CNC装置在单微处理器结构的CNC装置中，只有一个中央处理器（C

8、PU），因此多采用集中控制，分时处理的方式完成数控的每一项任务。§3-2CNC装置的硬件结构单微处理器结构的CNC装置框图§3-2CNC装置的硬件结构1.微处理器实施对数控系统的运算和管理。由运算器和控制器组成。运算器——进行算术与逻辑运算。运算器存储器取数据送结果控制器——对数控系统进行统一指挥和控制。存储器控制器执行部件程序指令控制信号反馈信息§3-2C