第3章CNC系统原理及结构探析.ppt

第3章 CNC系统原理及结构;3.1 CNC系统的组成及特点;3.1.1 CNC系统的组成;3.1.1 CNC系统的组成;3.1.1 CNC系统的组成;3.1.1 CNC系统的组成;3.1.1 CNC系统的组成;3.1.1 CNC系统的组成;3.1.2 CNC系统的工作原理;3.1.2 CNC系统的工作原理;3.1.2 CNC系统的工作原理;3.1.2 CNC系统的工作原理;3.1.2 CNC系统的工作原理;3.1.2 CNC系统的工作原理;3.1.3 CNC系统的特点;3.1.3 CNC系统的特点;3.1.3 CNC系统的特点;3.1.3 CNC系统的特点;3.1.3 CNC系统的特点;3.1.3 CNC系统的特点;3.2 CNC系统硬件结构;3.2 CNC系统硬件结构;3.2.1 单处理器计算机数字控制;3.2.1 单处理器计算机数字控制;3.2.1 单处理器计算机数字控制;3.2.1 单处理器计算机数字控制;3.2.1 单处理器计算机数字控制;3.2.1 单处理器计算机数字控制;3.2.1 单处理器计算机数字控制;3.2.1 单处理器计算机数字控制;3.2.1 单处理器计算机数字控制;3.2.1 单处理器计算机数字控制; 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。;3.2.2 多微处理器结构的计算机数字控制装置;3.2.2 多微处理器结构的计算机数字控制装置;3.2.2 多微处理器结构的计算机数字控制装置;（1）多微处理器CNC装置的基本功能模块 多微处理器结构的CNC装置，一般由六种功能模块组成，通过增加相应的功能模块，可实现一些特殊功能。 ①　CNC管理模块 该模块组织和管理整个CNC系统各功能协调工作。 ②　CNC插补模块该模块 根据前面的编译指令和数据进行插补计算，按规定的插补类型通过插补计算为各个坐标提供位置给定值。;③ 位置控制模块 插补后的坐标作为位置控制模块的给定值，而实际位置通过相应的传感器反馈给该模块，经过一定的控制算法，实现无超调、无滞后、高性能的位置闭环。 ④　PLC模块 零件程序中的开关功能和由机床来的信号在这个模块中作逻辑处理，实现各功能和操作方式之间的连锁，机床电气设备的启停、刀具交换、转台分度、工件数量和运转时间的计数等。;⑤ 操作面板监控和显示模块 零件程序、参数、各种操作命令和数据的输入(如软盘、硬盘、键盘、各种开关量和模拟量的输入、上级计算机输入等)、输出(如通过软盘、硬盘、各种开关量和模拟量的输出、打印机)、显示(如通过LED、CRT、LCD等)所需要的各种接口电路。 ⑥ 存储器模块该模块 指程序和数据的主存储器，或功能模块间数据传送用的共享存储器。 ;(2)多微处理器CNC装置的典型结构 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。 ① 共享总线结构 以系统总线为中心的多微处理器CNC装置，把组成CNC装置的各个功能部件划分为带有CPU或DMA器件的主模块和不带CPU或DMA器件的从模块(如各种RAM、ROM模块、I／O模块)两大类。系统总线的作用是把各个模块有效地连接在一起，按照标准协议交换各种数据和控制信息，构成完整的系统，实现各种预定的功能。;共享总线结构的特点： 1、在系统中只有主模块有权控制和使用系统总线。 2、同一时刻只能由一个主模块占有总线，通过仲裁电路裁决各主模块同时请求系统总线的竞争，按负担任务的重要程度预先安排好各主模块的优先级别或高低顺序。 3、这种结构模块之间的通信主要依靠存储器来实现，大部分系统采用公共存储器方式。 ;下图是多微处理器共享总线结构 ;; 支持多微处理器系统的总线都设计有总线仲裁机构，通常有串行方式和并行方式两种裁决方式。 在串行总线裁决方式中，优先权的排列是按链接位置决定的。某个主模块只有在前面优先权更高的主模块不占用总线时，才可使用总线，同时通知其后优先权较低的主模块不得使用总线。 在并行总线裁决的方式中，要配置专用逻辑电路来解决主模块的判优问题，通常采用优先权编码方案。;适用性： 这种结构中的各微处理器CPU模块共享总线时，会引起