数控技术重点个人整理.pdf

第一章 数控机床概述 数控系统：是一种控制系统，它自动输入载体上事先给定的数字量，并将其译码，在进行必要的信息处理和运算后，控制机床动作和加工 零件。 硬件数控（NC）： 早期的数控系统，它由硬件逻辑电路来实现其控制功能。 计算机数控（CNC）系统：由计算机承担数控中命令发生器的控制器的数控系统。由于计算机可完全由软件来确定数字信息的处理过程， 从而具有真正的“柔性”，并可以处理硬件逻辑电路难以处理的复杂信息，使数字控制系统的性能大大提高。 数控机床的组成（出简答）： 1、程序编制及程序载体 2、输入输出装置 3、计算机数控装置及强电控制装置 4 、伺服驱动系统及位置检测装置 5、机床的机械部件 按照机床的运动轨迹分，数控机床可以分为：点位数 控机床、直线数控机床、轮廓数控机床。 按照所用的进给伺服系统的类型分，数控机床可以分 为：开环数控系统、闭环数控系统、半闭环数控系统。 第二章一整章内容出判断题 第三章 CNC 系统原理及结构 单微处理器特点：只有一个微处理器，以集中控制、分时处理系统的各个任务。某些CNC 装置虽然有两个以上的微处理器，但其中只有一 个微处理器能够控制系统总线，占用总线资源，而其他微处理器只作为专用控制部件，不能控制系统总线，不能访问主存储器，它们组成主 从结构，故也归于单微处理器结构中。 单处理器结构：1、微处理器和总线；2、存储器；3、I/O 接口；4 、MDI/CRT 接口；5、位置控制模块；6、可编程控制器；7、通信接口 单微处理器 CNC 的结构特点：1）CNC 装置内只有一个微处理器，对存储、插补运算、输入输出控制、CRT 显示等功能实现集中控制分时 处理。2 ）微处理器通过总线与存储器、输入输出控制等接口电路相连，构成CNC 装置。3 ）结构简单，实现容易。 多微处理器结构的CNC 装置：有两个或两个以上的微处理器，各微处理器之间采用紧耦合，资源共享，有集中的操作系统，甚至有两个或 两个以上的微处理器构成的功能模块，功能模块之间采用松耦合，多重操作系统有效地实现并行处理。 多微处理器 CNC 装置一般由六种基本功能模块组成：1）CNC 管理模块；2 ）CNC 插补模块；3 ）位置控制模块；4 ）PLC 模块；5 ）操作面 板监控和显示模块；6 ）存储器模块； 多微处理器结构的CNC 装置多为模块化结构，通常采用共享总线和共享存储器两种典型结构实现模块间的互联与通信。 CNC 系统是一个专用的实时多任务计算机系统，它的控制软件中，突出技术有多任务并行处理、前后台软件结构和中断型软件结构。 前后台型软件结构：该模式将CNC 系统软件划分成两部分：前台程序：主要完成插补运算、位置控制、故障诊断等实时性很强的任务，它 是一个实时中断服务程序。后台程序(背景程序) ：完成显示、零件加工程序的编辑管理、系统的输入/输出、插补预处理（译码、刀补处理、 速度预处理)等弱实时性的任务，它是一个循环运行的程序，其在运行过程中，不断地定时被前台中断程序所打断，前后台相互配合来完成 零件的加工任务。 前后台型结构模式的特点：任务调度机制：优先抢占调度和循环调度。前台程序的调度是优先抢占式的，前台和后台程序内部各子任务采 用的是顺序调度。信息交换：缓冲区。前台和后台程序之间以及内部各子任务之间的。实时性差，在前台和后台程序内无优先级等级、 也 无抢占机制。该结构仅适用于控制功能较简单的系统，早期的CNC 系统大都采用这种结构。 中断型软件结构：中断型软件结构没有前后台之分，除了初始化程序外，根据各控制模块实时的要求不同，把控制程序安排成不同级别的 中断服务程序，整个软件是一个大的多重中断系统，系统的管理功能主要通过各级中断服务程序之间的通信来实现。 中断型结构模式的特点：1）任务调度机制：抢占式优先调度；2 ）信息交换：缓冲区；3）实时性好，由于中断级别较多（最多可达8 级）， 强实时性任务可安排在优先级较高的中断服务程序中；4 ）模块间的关系复杂，耦合度大，不利于对系统的 维护和扩充。 在数控机床上的两类控制信息：一类是控制机床进给运动坐标轴的位置信息：如数控机床工作台的前、后， 左、右移动；主轴箱的上、下移动和围绕某一直线轴的旋转运动位移量等。另一类是数控机床运行过程中开 关量信号的顺序控制：以各行程开关、传感器、按钮、继电器等的开关量信号的状态为条件，并按照预先规 定的逻辑顺序，对系统的运行进行控制。 PLC 在数控机床上的应用实例（P77） 右图为开关量信号输入接口电路，常用于限位开关、手持点动、刀具到位、机械原点、传感器的输入等， 对于一些有过渡过程的开关量