二计算机数控装置.ppt

* 河南工业职业技术学院 机电系 * 河南工业职业技术学院 机电系 第二章 计算机数控装置 河南工业职业技术学院 机电系 * * 河南工业职业技术学院 机电系 复习 第一章绪论 1．数控机床的组成2．数控机床的控制对象3．数控机床的基本工作原理4．现代数控技术及发展5．数控机床的分类6．数控机床的特点 第二章 计算机数控装置 本章主要介绍计算机数控（CNC）装置的组成结构和工作原理。 本章内容 1．计算机数控装置的组成结构 2．数控加工程序的输入 3．数控加工程序的预处理 2.1 计算机数控装置的组成结构 计算机数控装置（CNC）是面向机床数控而设计的专用计算机系统，它以计算机为核心，数控功能通过软件实现，具有很好的灵活性和通用性。与一般微机相比，面向工业环境，可靠性、抗干扰性强，工作稳定。 CNC数控装置的组成结构分为硬件结构 和软件结构。 2.1 计算机数控装置的组成结构 1.CNC装置的硬件结构 专用型数控系统：软硬件都是针对数控机床应用专门设计 的； 便于现场操作和安装，可靠性、抗干扰 性较强。 基于个人计算机的数控系统：在通用微机上加装运动控制 卡、I/O接口卡并运行CNC系 统软件就可构成； 成本低，通用性强。 CNC装置的物理结构 CNC装置的逻辑结构 单CPU结构 多CPU结构 2.1 计算机数控装置的组成结构 （1） 单CPU结构 采用一个CPU来集中控制，分时处理数控的各个任务。 EPROM RAM MDI/CRT接口 PLC 串行通信及网络接口 数控面板 CRT 纸带阅读机接口 I/O接口 穿孔机、电传机接口 位置控制 纸带阅读机 机床 速度控制 纸带穿孔机 电传机 M CPU 2.1 计算机数控装置的组成结构 （2） 多CPU结构 采用多个CPU来分别控制CNC装置的各个功能模块，以实现多个控制任务的并行处理和执行，从而大大提高整个系统的处理速度。 多CPU结构一般采用共享总线的互连方式。 系统总线 CNC管理模块（CPU） 主存储器模块 插补模块 （CPU） PLC控制模块 （CPU） MDI/CRT人机接口模块 （CPU） 位置控制模块 （CPU） 2.1 计算机数控装置的组成结构 a. CNC管理模块 管理和组织整个CNC系统的工作，完成系统的初始化、中断管理、总线仲裁、系统出错的识别和处理、系统软硬件的诊断等功能。 b. 插补模块 完成零件程序的译码、刀具尺寸补偿、坐标位移量的计算和进给速度处理等预处理过程，然后进行插补计算，为各个坐标轴提供位置给定值。 c. 位置控制模块 将坐标位置给定值与实际值进行比较，进行自动加减速、回基准点、伺服系统滞后量的监视和漂移补偿等处理，最后输出速度控制的模拟电压信号，经过伺服驱动装置使进给电动机运转。 多CPU结构CNC装置的各个功能模块 2.1 计算机数控装置的组成结构 d. PLC控制模块 对零件程序中的辅助开关功能和来自机床的开关信号等进行逻辑处理，实现各功能操作方式之间的连锁控制。例如机床电气设备的启停，刀具转换，转台分度，工件数量和运转时间的计数等。 e. 人机接口模块 用于操作控制以及数据的输入、输出和显示，包括零件程序、参数和数据、各种操作命令的输入与输出，显示所需要的加工信息等。 f. 主存储器模块 用来存放程序和数据，也可作为各功能模块间数据传输的共享存储器。 2. CNC装置的软件结构 2．1 计算机数控装置的组成结构 CNC装置的软件是为了完成CNC系统各项功能而设计的专门软件，又称系统软件，其作用是使CNC装置对输入的加工程序进行处理并发出相应的控制命令。  系统软件包括管理软件 和控制软件 两大部分。 系统管理软件：包括I/O、诊断、显示等软件。 系统控制软件：包括译码、刀具补偿、速度处理、插补 运算和位置控制等软件。 2．1 计算机数控装置的组成结构 CNC系统是一个多任务的实时控制系统。 根据具体加工控制的需要，在很多情况下， CNC装置的多个功能模块必须同时运行。CNC系统对实时性的要求非常高，比如插补和位置控制模块，就要求必须及时的给出插补结果才