数控CH2zxy学习课件.pptx

第2章数控原理与数控装置;计算机数控装置是数控机床的核心，它是借助于微机，结合必要的硬件而构成的装置。这种数控装置替代了早期的纯硬件式数控装置。

以前，我们称数控装置为MNC（微机数控），现在我们统称为CNC。;2.1.1?数控装置的基本组成;硬件和软件的结合才能真正构成CNC装置，才能发展CNC的各项功能。（若把硬件比作躯体，软件就是灵魂。）;2.1.2?数控装置的基本结构;P16;图2－3单微处理器结构CNC框图;与单微处理器CNC装置相比，多微处理器CNC装置的运算速度有了很大的提高，它更适合于多轴控制、高进给速度、高精度、高效率的控制要求。;（1）运算速度快，性价比高；

（2）采用模块化技术，适应性强，扩展容易；

（3）可靠性高；

（4）硬件易于规模生产。;（1）CNC管理模块

（2）CNC插补模块

（3）位置控制模块

（4）存储器模块

（5）PLC模块

（6）指令、数据的输入输出及显示模块;多微处理器CNC装置各模块之间的互连和通信主要采用共享总线和共享存储器两类结构。;功能模块分为主模块(带有CPU)和从模块(RAM/ROM，I/O模块)；

以系统总线为中心，所有的主、从模块都插在严格定义的标准系统总线上；

采用总线仲裁机构(电路)来裁定多个模块同时请求使用系统总线的竞争问题。（时序、排队）

;结构简单、系统组配灵活、成本相对较低、可靠性高。;（2）共享存储器结构;显示CPU;多端口存储器设计较复杂，对两个以上的主模块，会因争用存储器而造成存储器传输信息的阻塞。;2.数控装置的软件结构;实时性体现在多任务常采用并行处理的方式来实现。;并行处理;资源分时共享;资源分时共享技术的特征：;并发处理和资源重叠流水线处理;资源重叠流水线处理技术的涵义;CNC的软件结构一般分为两大类：一类是前后台型；另一类为中断型。;;（3）中断型软件结构;2.1.3?数控装置的工作过程;3.数据预处理;4.插补和位置控制;位置控制的主要任务是在每个采样周期内，将插补计算出的理论位置与实际反馈位置相比较，用其差值去控制进给电机。;P34;由于数控系统控制的是刀具中心的运动轨迹B，而加工程序又是??照零件的外轮廓A来编制的，这就需要根据已知的轮廓A和刀具半径r计算出刀具中心的运动轨迹B，才可以加工出所要求的零件轮廓。;2.加工中心：一个重要组成部分就是自动换刀装置，在一次加工中使用多把长度不同的刀具，需要有刀具长度补偿功能。;若具有刀具补偿功能，在编制加工程序时，可以按零件实际轮廓编程，加工前测量实际的刀具半径、长度等，作为刀具补偿参数输入数控系统，可以加工出合乎尺寸要求的零件轮廓。;2.3.2刀具长度补偿;

这样，零件轮廓轨迹通过上式补偿后，就能通过控制刀架参考点Q来实现。;

;1.刀具半径补偿过程;（3）刀补进行;在具体编程时，在P67还会继续介绍刀具补偿。;2.4辅助机能控制与PLC;可编程控制器的分类;内装型;独立型;ADD;P20;由于数控系统都存在一个“分辩率”的问题，刀具或工件是一步一步移动的，刀具并不能严格地沿着所要求的零件轮廓形状运动，不能走光滑的曲线，只能用折线来逼近所要求的轮廓曲线。;插补计算的任务就是对轮廓线的起点到终点之间再密集地计算出有限个坐标点，刀具沿着这些坐标点移动，来逼近理论轮廓，以保证切削过程中每一点的精度和表面质量。;二、插补算法的分类;（1）每当插补结束，数控装置向各运动坐标轴输出基准脉冲序列。每个脉冲代表了最小位移，这个最小位移称为脉冲当量。;（2）脉冲增量插补速度和进给速度密切相关。

如:执行一次插补运算需40μs的时间,

则每秒可执行25000次插补运算，

又若：当脉冲当量为0.001mm时，

则坐标轴的极限进给速度为1.5m/min;（3）实现方法简单：用加法和移位运算即可完成，容易用硬件实现。而且，硬件电路本身完成一些简单运算的速度很快。目前也可以用软件完成这类算法。

;2、数据采样插补（又称数字增量插补、时间标量插补）;（1）以一定的时间间隔（插补周期）定时运行，在每个插补周期内，根据进给速度计算出各坐标轴的位移增量（不是单个脉冲，而是二进制数表示的进给量）。;2.2.2脉冲增量插补;Y;CNC每控制机床坐标走一步时都要完成四个工作节拍。;;第二拍坐标进给;第三拍新偏差计算;;