第二章计算机数控系统解析.ppt

第二章 计算机数控系统 第一节 CNC系统的基本组成 一.CNC系统的基本组成与作用 NC:电子管,晶体管,集成电路为特征 CNC:小型计算机,微处理器,工控PC为特征的 软件数控系统. 1.数控系统的基本组成： CNC装置,PLC,输入\输出装置,主轴控制单元和主轴伺服电动机,伺服控制单元和进给伺服电动机,位置检测装置. 2.数控系统的作用 接收信息并数字化,进行运算和处理,然后发出指令,使刀具实现相对运动,完成加工过程. 第二节　　ＣＮＣ装置的组成及功能 一、CNC装置的组成及作用 １.CNC装置的组成： １）CNC系统主要由数控程序、输入输出设备、CNC装置、PLC、主轴驱动和伺服驱动装置等组成。其核心是CNC装置。 　２）CNC装置由硬件和软件组成，CNC装置硬件除了具有一般计算机的微处器(ＣＰＵ)、可编程只读存储器(ＥＰＲＯＭ)、随机存储器(ＲＡＭ)、总线、输入输出(Ｉ/Ｏ)接口外，还具有专用接口和部件，即位置控制器、信接口、手动数据输入(ＭＤＩ)接口和视频显示(ＣＲＴ)接口．因此，ＣＮＣ装置是一种专用计算机． 第二节　　ＣＮＣ装置的组成及功能 ２.ＣＮＣ系统的作用 １）中央处理单元(ＣＰＵ) 　　是ＣＮＣ的核心，是实施对整个系统的运算、 　　　控制和管理． 　２）存储器：存放数据、参数和程序等． 　　　只读存储器(ＲＯＭ、EPROM、EEPROM) 和随机存储器(ＲＡＭ)． 　３）总线(ＢＵＳ): 　　　内部总线：Ｓ-100、ＭＵＬＴＩＢＵＳ、ＶＭ 　　　Ｅ等； 　　　外部总线：串行总线(ＥＩＡＲＳ-２３２Ｃ)和并行总线 　　　(ＩＥＥＥ-４８８)两种． 第二节　　ＣＮＣ装置的组成及功能 按信息线的性质分为以下三种： (１）数据总线ＤＡ:ＣＰＵ与外界传送数据的通 道，是双向线; (2)地址总线ＡＢ:确定传输数据的存放地址，是 　　单向总线； (３）控制总线ＣＢ：管理、控制信号的传送，是 　　单向总线． ４）输入／输出接口：主要用来交换数控装置与外部之间的往来信息． 第二节　　ＣＮＣ装置的组成及功能 交换的信息有三类：开关量信号、模拟量信号、 　　　　　　　　　数字信号． 其目的是：电平转换，功率放大；电气隔离； ５）位置控制器：主要完成对数控机床进给运动 　　　　　　　　坐标轴的位置控制． ６）ＭＤＩ/ＣＲＴ接口：完成手动数据输入和将信息显示在ＣＲＴ上． ７）ＰＬＣ接口：完成ＰＬＣ与ＣＮＣ装置的信 　　　　　　　　息交换． 二．ＣＮＣ装置的工作过程 CNC系统的工作流程 二．ＣＮＣ装置的工作过程 （1） 程序输入； （2） 译码； （3） 刀具补偿； （4） 进给速度处理； （5） 插补运算处理； （6） I/O处理 主要处理CNC系统与机床之间的强电信号的输入、输出和控制（如换刀、换档、冷却等）； （7） 位置处理； （8） 显示； （9） 自诊断处理。 CNC系统的工作过程是依靠软件在硬件的支持下进行的。 三．ＣＮＣ装置的功能 CNC系统的功能包括：基本功能和选择功能。 基本功能是CNC系统的必备功能； 选择功能可由供用户根据不同机床的工作特点和用途进行选择。 主要功能如下： 1. CNC系统的基本功能 ⑴ 控制功能 指CNC能够控制和能够联动控制的进给轴数目。 控制轴有：移动轴和回转轴；基本轴和附加轴。 控制轴特别是联动控制轴数越多，CNC系统就越复杂，编程也越困难。 ⑵ 准备功能 　即G功能，用来指令机床的动作方式，包括机床基本移动、程序暂停、平面选择、坐标设定、刀具补偿、基准点返回、固定循环、公英制转换等指令。 ⑶ 插补功能 所谓插补功能指数控系统实现零件轮廓加工轨迹运算的功能。即以最小的逼近误差，沿着指定线段的起点和终点在其之间进行数据点的密化工作。 一般CNC系统仅具有直线和园弧插补功能，而较为高档的CNC系统备有抛物线插补、极坐标插补、正弦线插补、螺旋线及样条曲线插补等功能。 插补运算方法常采用逐点比较法，数字积分法等。 ⑷ 进给功能　 即F功能，用来指令各轴的进给速度，主要有以下三种： ① 切削进给速度 每分钟刀具相对于工件的进给量，单位为　mm/min； ② 同步进给速度 实现切削速度与进给速度的同步，即主轴每转的进给量，单位为mm/r，主要用于加工螺纹； ③ 进给倍率 用于人工实时修调进给速度。即通过操作面板上的进给倍率波段开关以每档10%的间隔在0～200%之间对预先设定的进给速度实现实时修调。 ⑸ 主轴功