数控技术第二章PPT.ppt

数控技术 上海第二工业大学 机电工程学院 第二章 CNC系统结构及控制方法 §2.1 CNC系统的组成及特点 §2.1 CNC系统的组成及特点 一、CNC系统的组成 二、CNC装置的组成 1、硬件组成 2、软件组成 三、CNC装置的工作过程（工作原理） 零件程序的输入 插补预处理（译码、刀补、速度 处理F） 插补计算 位置控制 I/O开关量处理 显示及故障诊断 B、输入方式 3、刀补 刀具半径、长度补偿 编程以零件轮廓尺寸→加工以刀具中心轨迹 交点计算、过渡问题自动完成 5、插补 （实时性） 插补运算 （数据点密化） 7、I/O处理 连接CNC装置与机床强电 四、CNC装置的特点 具有灵活性 ： 靠软件控制 通用性 ： 同一系统可用在不同机床上 功能丰富： 如二次曲线插补运算，固定循环，米英制转 换，坐标偏移，图形显示，刀具补偿 等 可靠性高： 大规模集成电路或超大规模集成电路 维修方便： 有诊断程序，能显示故障信息 基于PC平台的CNC特性 五、CNC装置功能 1、基本功能： 控制功能：CNC装置能控制或能同时控制的轴数 准备功能：G 指令，机床动作方式的功能 插补功能 进给功能、主轴功能、辅助功能、 字符显示、自诊断等 §2.2 计算机数字控制系统的硬件结构 一、CNC装置的结构类型 1）大板式结构 2）模块式结构 总线模块化开放系统结构 下图为一典型的模块式结构： 3、微处理器数量 单微处理器系统 多微处理器系统 二、单微处理器计算机数字控制 2、组成 微处理器和总线、存储器、纸带阅读机接口、纸带 穿孔机和电传机接口、I/O接口、MDI/CRT接口、位置 控制器、PLC 任务：数值运算、零件程序输入/输出、定时、中断管理 2）总线 3）存储器 作用：放程序、数据、参数 4）输入/输出接口 输入信号：MT→CNC的开关信号、代码信号 输出信号：CNC→MT的开关信号、代码信号 6）伺服输出和位置反馈接口 该硬件＋CPU＝CNC位置控制硬件 可控制各进给坐标轴的速度、加速度以及位置 量 7）主轴控制接口 作用：控制主轴转速 2）CNC装置和机床（MT）的输入输出信号处理过程 Ⅰ、输入 MT→CNC 三、多微处理器计算机数字控制 1、硬件连接方式 3、CNC装置基本模块（硬件模块） CNC管理模块：初始化、中断、诊断、出错识别 CNC插补模块：零件程序译码、补偿等处理 位置控制模块：位置采样、回零、漂移补偿等 PLC模块 操作面板监控和显示模块 存储器模块 1）共享总线 （以系统总线为中心） 总线作用：连接各模块，交换数据，控制信息 以下为共享总线结构： 以下是串行总线仲裁电路： 以下是并行总线仲裁电路： 2）共享存储器 （各模块与存储器相连） a、多端口存储器 以下为双端口共享存储器结构： §2.3 CNC系统软件结构及控制 介绍系统的软、硬件界面，软件的组成和结构 以下是三种软、硬件划分界面 二、CNC 系统的软件结构及控制 1、多任务并行处理 ３）资源重叠流水处理 关键：同一时间间隔内不是处理一个子过程，而是处理2个或更多子过程。 适用于采用集中控制的单微处理器ＣＮＣ系统 前台程序：中断服务程序，实时功能（插补、位控、辅助功能处理、面板扫描等） 后台程序：循环运行程序，完成准备工作和管理工作（管理软件、输入、译码、插补准备等） ３、中断型软件结构 系统中断结构决定系统软件结构 §2.4 数控用可编程控制器与数控系统常用外设及接口 一、数控用可编程控制器 下图为内装型PLC与数控装置的关系 3、 独立型PLC A、独立于CNC装置，具有完备的软、硬件，独立工作 B、特点：模块化，易于扩展；I/O点数增减方便；可适用于不同机床。 4、 PLC常见名称 MPC (Microcomputer Programmable Controller) PIC (Programmable Interface Controller) PLC (Programmable Logic Controller) PMC (Programmable Machine Controller) PSC (Programmable Sequence Controller) 2、计算机数字控制的显示功能及其接口 常用的显示器： 数码管LED 液晶显示器LCD 阴极射线管CRT 薄膜晶体管TFT 1）数控机床接口定义及功能分类 a