数控系统.ppt

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RaymondDingNumericalControlTechnology机床数控技术机床数控技术计算机数控系统计算机数控系统Chapter3ComputerizedNCSystemRaymondDingNumericalControlTechnology机床数控技术机床数控技术1数控装置的主要工作输入输入input将编写好的数控加工程序输入给CNC装置。

主要方式有：

纸带阅读机输入纸带阅读机输入、键盘输入键盘输入、磁盘输磁盘输入入、通讯接口输入通讯接口输入及连接上一级计算机的DNCDNC接口输入接口输入。

CNC装置在输入过程中还要完成校验和代码转换等工作，输入的全部信息都放到CNC装置的内部存储器中。

CNCCNC装置的工作是在装置的工作是在硬件硬件的支持下的支持下执行执行软件软件的过程。

下面简要说明的过程。

下面简要说明CNCCNC装置的工作装置的工作情况。

情况。

A程序输入程序输入RaymondDingNumericalControlTechnology机床数控技术机床数控技术A程序输入程序输入B译码译码译码译码decodedecode在输入的工件加工程序中含有工件的轮廓信息轮廓信息（起点、终点、直线、圆弧等）、加工速度加工速度（F代码）及其它辅助功能辅助功能（M、S、T）信息等，译码程序以一个程序段为单位，按一定规则将这些信息翻译成计算机内部能识别的数据形式，并以约定的格式存放在指定的内存区间。

1数控装置的主要工作RaymondDingNumericalControlTechnology机床数控技术机床数控技术A程序输入程序输入B译码译码数据处理数据处理dataprocessing数据处理程序一般包括刀具半径补偿半径补偿、速度计算速度计算以及辅助功能处理辅助功能处理。

刀具半径补偿速度计算辅助功能：

换刀、主轴启停、切削液开关等C数据处理数据处理1数控装置的主要工作RaymondDingNumericalControlTechnology机床数控技术机床数控技术A程序输入程序输入B译码译码C数据处理数据处理插补插补interpolation插补的任务是通过插补计算程序插补的任务是通过插补计算程序在已知在已知有限信息有限信息的基础上进行的基础上进行“数据数据点的密化点的密化”工作，即在起点和终点之工作，即在起点和终点之间插入一些中间点。

间插入一些中间点。

D插补运算插补运算1数控装置的主要工作RaymondDingNumericalControlTechnology机床数控技术机床数控技术A程序输入程序输入B译码译码C数据处理数据处理D插补运算插补运算E位置控制位置控制位置控制位置控制positioncontrol主主要要任任务务是是在在每每个个采采样样周周期期内内，将将插插补补计计算算的的理理论论位位置置与与实实际际反反馈馈位位置置相相比比较较，用用其其差差值值去去控控制制进进给给电电动动机机，进进而而控控制制工工作作台台或或刀刀具具的的位移。

位移。

1数控装置的主要工作RaymondDingNumericalControlTechnology机床数控技术机床数控技术A程序输入程序输入B译码译码C数据处理数据处理D插补运算插补运算E位置控制位置控制FI/O处理处理I/OI/O处理处理主主要要处处理理CNCCNC系系统统和和机机床床之之间间的来往信号的输入和输出控制。

的来往信号的输入和输出控制。

1数控装置的主要工作RaymondDingNumericalControlTechnology机床数控技术机床数控技术A程序输入程序输入B译码译码C数据处理数据处理D插补运算插补运算显示显示displaydisplayCNCCNC系系统统的的显显示示主主要要是是为为操操作作者者提提供供方方便便，通通常常有有：

零零件件程程序序显显示示、参参数数设设置置、刀刀具具位位置置显显示示、机机床床状状态态显显示示、报报警警显显示示、刀刀具具加加工工轨轨迹迹动动态态模模拟拟显显示示以以及及在线编程时的图形显示等在线编程时的图形显示等E位置控制位置控制FI/O处理处理G显示显示1数控装置的主要工作RaymondDingNumericalControlTechnology机床数控技术机床数控技术A程序输入程序输入B译码译码C数据处理数据处理D插补运算插补运算E位置控制位置控制FI/O处理处理G显示显示诊断诊断diagnosisdiagnosis主主要要是是指指CNCCNC系系统统利利用用内内装装诊诊断断程程序序进进行行自自诊诊断断，主主要要有有启启动诊断和在线诊断。

动诊断和在线诊断。

启动诊断启动诊断在线诊断在线诊断H诊断诊断1数控装置的主要工作RaymondDingNumericalControlTechnology机床数控技术机床数控技术2数控装置的功能A程序输入程序输入B译码译码C数据处理数据处理D插补运算插补运算E位置控制位置控制FI/O处理处理G显示显示H诊断诊断控制功能：

控制功能：

控制和联动控制控制和联动控制准备功能：

准备功能：

指令机床动作方式指令机床动作方式插补功能和固定循环功能：

插补功能和固定循环功能：

数据密化数据密化进给功能：

进给功能：

进给速度的控制进给速度的控制主轴功能：

主轴功能：

主轴切削速度、周向位置控制主轴切削速度、周向位置控制辅助功能：

辅助功能：

指令机床辅助操作指令机床辅助操作刀具管理功能：

刀具管理功能：

对刀具几何尺寸和刀具寿命的管理对刀具几何尺寸和刀具寿命的管理补偿功能：

补偿功能：

半径补偿和长度补偿半径补偿和长度补偿人机对话功能：

人机对话功能：

人机交互人机交互自诊断功能：

自诊断功能：

故障预报和故障定位故障预报和故障定位通讯功能：

通讯功能：

与外界进行信息和数据交换与外界进行信息和数据交换RaymondDingNumericalControlTechnology机床数控技术机床数控技术3数控装置的构成具有计算机的基本结构;具有数控机床所特有的功能模块和接口单元。

硬件构成hardwareRaymondDingNumericalControlTechnology机床数控技术机床数控技术3数控装置的构成软件构成software从从本质上看，是具有本质上看，是具有实时性实时性和和多任务性多任务性的的专用操作系统专用操作系统;从功能特征看，CNC管理软件：

主要进行系统资源的管理和系统各子任务的调度。

CNC控制软件：

主要完成各种控制功能RaymondDingNumericalControlTechnology机床数控技术机床数控技术3数控装置的构成软件和硬件在软件和硬件在一起一起构成了构成了CNCCNC装置的系装置的系统平台统平台图图3-3CNC装置的装置的系统平台系统平台硬件硬件操作系统操作系统管理软件管理软件应用软件应用软件控制软件控制软件数控加工程序数控加工程序接接口口被控设备被控设备机机床床机器人机器人测量机测量机.RaymondDingNumericalControlTechnology机床数控技术机床数控技术4数控装置的硬件q计算机主板和系统总线计算机主板和系统总线计算机主板和系统总线计算机主板和系统总线q显示模块显示模块显示模块显示模块q输入输出模块输入输出模块输入输出模块输入输出模块q电子盘电子盘电子盘电子盘q设备辅助控制模块设备辅助控制模块设备辅助控制模块设备辅助控制模块q位置控制模块位置控制模块位置控制模块位置控制模块q功能接口模块功能接口模块功能接口模块功能接口模块RaymondDingNumericalControlTechnology机床数控技术机床数控技术4数控装置的硬件q计算机主板和系统总线计算机主板和系统总线计算机主板和系统总线计算机主板和系统总线u计算机主板u系统总线计算机主板是CNC装置的核心。

它的主要作用：

对输入到CNC装置中的种种数据、信息（零件加工程序，各种I/O信息等）进行相应的算术和逻辑运算。

并根据其处理结果，向各功能模块发出控制命令，传送数据，使用户的指令得以执行。

由一组传送数字信息的物理导线组成，它是计算机系统内部进行数据或信息交换的通道：

分数据总线、地址总线、控制总线。

RaymondDingNumericalControlTechnology机床数控技术机床数控技术4数控装置的硬件q显示模块显示模块显示模块显示模块显示卡的主要作用：

接收来自CPU的控制命令和显示用的数据，经过CRT的扫描信号调制后产生CRT显示器所需要的视频信号，在CRT上产生所需要的画面。

它是人机交流的重要媒介。

它是CNC装置与外界进行数据和信息交换的接口板，即CNC装置通过该接口可以从输入设备获取数据，也可以将CNC装置中的数据送给输出设备。

q输入输出模块输入输出模块输入输出模块输入输出模块RaymondDingNumericalControlTechnology机床数控技术机床数控技术4数控装置的硬件q电子盘电子盘电子盘电子盘电子盘是CNC装置特有的存储模。

计算机的存储器件有三类：

磁存储器件，如：

软/硬磁盘；光存储器件，如：

光盘；半导体存储器件，如RAM、ROM、FLASH等。

在CNC装置中，常采用电子存储器件作为外存储器。

RaymondDingNumericalControlTechnology机床数控技术机床数控技术4数控装置的硬件q设备辅助控制模块设备辅助控制模块设备辅助控制模块设备辅助控制模块设备辅助控制接口模块是CNC装置实现顺序控制的模块。

它的作用是接收来自操作面板、机床上的各行程开关、传感器、按钮、强电柜里的继电器以及主轴控制、刀库控制的有关信号，经处理后输出去控制相应器件的运行。

设备辅助控制接口必须完成两个任：

即电平的转换和功率放大、电气隔离。

l简单I/O接口板lPLC控制RaymondDingNumericalControlTechnology机床数控技术机床数控技术4数控装置的硬件q设备辅助控制模块设备辅助控制模块设备辅助控制模块设备辅助控制模块l简单I/O接口板RaymondDingNumericalControlTechnology机床数控技术机床数控技术4数控装置的硬件q设备辅助控制模块设备辅助控制模块设备辅助控制模块设备辅助控制模块lPLC控制RaymondDingNumericalControlTechnology机床数控技术机床数控技术4数控装置的硬件q位置控制模块位置控制模块位置控制模块位置控制模块位置控制模块是进给伺服系统的重要组成部分，是实现轨迹控制时，CNC装置与伺服驱动系统连接的接口模块。

常用的位置控制模块有：

开环位置控制模块、闭环（含半闭环）位置控制模块。

RaymondDingNumericalControlTechnology机床数控技术机床数控技术4数控装置的硬件q位置控制模块位置控制模块位置控制模块位置控制模块RaymondDingNumericalControlTechnology机床数控技术机床数控技术4数控装置的硬件q位置控制模块位置控制模块位置控制模块位置控制模块速度指令转换位置反馈脉冲回收速度反馈电压转换RaymondDingNumericalControlTechnology机床数控技术机床数控技术4数控装置的硬件q功能接口模块功能接口模块功能接口模块功能接口模块该模块是实现用户特定功能要求的接口板，所有增加的功能，必须在CNC装置中增加相应的接口板才能实现。

RaymondDingNumericalControlTechnology机床数控技术机床数控技术5数控装置的软件qCNCCNCC