机床数控技术(第4版)课件：数控装置.pptx

机床数控技术;第1节概述

?数控装置接受来自信息载体的控制信息并转换成数控设备的操作(指令)信号。

1数控装置的作用

数控装置的主要作用是，读入数控加工程序，将其转换成控制机床运动和辅助功能要求的格式，分别送给进给电机控制单元、主轴电机控制单元和PLC，具有内置PLC功能的数控装置本身具有逻辑量解算功能，直接将解算结果送给机床强电控制系统。具有闭环控制功能的数控系统还会读入机床位置检测装置发出的实际位置信号，与指令位置比较后，用其差值控制机床的移动，可以获得较高的位置控制精度。;数控机床物理结构与逻辑结构比较;;软硬件任务的分配界面，随微电子和计算机技术的发展而不断演化。1952－1970，分立元件、电子管、印刷板、晶体管、中规模集成电路在NC系统得到应用，构成“硬连接”数控时代；

1970‘s后，LSI(largescaleintegrate)大规模集成电路、半导体存储器、微处理器的应用，使得可用软件实现机床的逻辑控制、运动控制，进入了“软连接”时代；;第2节数控装置的硬件结构;在一块半导体芯片上集成了CPU,存储器以及输入/输出接口电路，这样的芯片习惯上程为单片微型计算机（singlechipmicrocomputer,SCM）

单片机的典型结构如图：;;图用80C31单片机组成的简易数控装置的硬件系统图;图单微处理机数控装置的结构图;数控装置;数控装置;数控装置;图数控装置的物理结构（FANUC-6MB）;3多CPU数控装置;数控装置;图递阶式PC数控系统结构图;图PC＋I/O软件化数控系统结构图;4典型基于PC的和网络型数控产品;数控软件的主要任务是将零件加工程序表达的加工信息，变换成各进给轴的位移指令、主轴转速指令和辅助动作指令，控制加工设备的轨迹运动和逻辑动作，加工出符合要求的工件。;（1）译码

译码就是把用ASCⅡ码编写的零件加工程序翻译成数控系统要求的数据格式，并存放到译码缓冲区中，准备为后续程序使用。

1）不按字符格式的存放方法?

M03G03X100.Y50.I0J50.F100.；;2）保留字符格式的存放方法?

StructPROG_BUFFER{charbuf_state；//0：空，1：有数据

intblock_num；//程序段号

doubleCOORD[20]；//尺寸字的数值，单位为μm

intF，S；//进给速度和主轴速度

charG_flag；//以标志形式存放的G指令

charG1；//G指令表

...

charM_flag；//以标志形式存放的M指令

charM1；//M指令表

...

charT；//刀具代号

charD；//刀具半径值

}；;（2）刀补

刀补处理程序主要进行以下几项工作：

1）计算本段零件轮廓的终点坐标值；

2）根据刀具的半径值和刀具补偿方向，计算出本段刀具中心轨迹的终点位置；

3）根据本段和下一段的转接关系进行段间处理。

（3）速度预处理

速度预处理程序主要完成以下几步计算：

1）计算本程序段总位移量

2）计算每个插补周期内的合成进给量

?ΔL=FΔt/60（μm）

?式中，F—进给速度值（mm/min）；

Δt—数控系统的插补周期（ms）。;（4）插补处理

1）根据速度倍率值计算本次插补周期的实际合成位移量；

2）计算新的坐标位置；

3）将合成位移分解到各个坐标方向，得到各个坐标轴的位置控制指令。

;;1）计算新的指令坐标位置

X2新=X2旧+Δx2; Y2新=Y2旧+Δy2

2）计算实际坐标位置

X1新=X1旧+Δx1; Y1新=Y1旧+Δy1

3）计算位置控制输出值

Δx3=X2新-X1新; Δy3=Y2新–Y1新

?

位置控制是强实时性任务，所有计算必须在位置控制周期（伺服周期）内