数控技术PPT

C、工作方式 存储工作方式 DNC工作方式
2、译码 ❖ 以程序段为单位 ❖ 译轮廓尺寸和M、S、T代码，放专用区 ❖ 检查 语法检查
3、刀补 ➢ 刀具半径、长度补偿 ➢ 编程以零件轮廓尺寸→加工以刀具中心轨迹 ➢ 交点计算、过渡问题自动完成
4、进给速度处理
编程F值——合成速度 将F值分解成x、y轴速度 自动加减速
➢ x、y、z 3个位置控制口 ➢伺服输出接口：把CPU运算的控制策略→伺服驱动系统
输出寄存器 D/A
专用计算机：专机数控，结构合理，性能比高 通用计算机：工控机，可靠性大大提高
2、电路板结构
大板式结构 模块化结构
1）大板式结构
主板集成：主CPU、各轴位置控制电路 子板： ROM/RAM、I/O 、MDI/CRT等 子板插在主板上
特点：结构紧凑，性价比高，但柔性低，对CPU依赖高 如 FANCU 的 F0、F10、F11等系列数控装置
数控技术
上海第二工业大学 机电工程学院
第二章 CNC系统结构及控制方法
§2.1 §2.2 §2.3 §2.4
CNC系统的组成及特点 CNC系统的硬件结构 CNC系统软件结构及控制 数控用可编程控制器与数控系统
常用外设及接口
§2.1 CNC系统的组成及特点
一、CNC系统的组成
系统程序 输入输出设备 计算机数字控制装置 可编程控制器 主轴驱动装置 进给驱动装置 测量装置等组成，
适合系统的升级；经济性、可行性
3）存储器 作用：放程序、数据、参数 类型：
ROM（EPROM、FLASH EPROM）：放系统程序 RAM：放中间变量、标志、需显示数据 CMOS RAM：参数（机床、系统、PLC）、零件程序 FLASH RAM：后备用
4）输入/输出接口 输入信号：MT→CNC的开关信号、代码信号 输出信号：CNC→MT的开关信号、代码信号 作用：电器隔离作用： 光电耦合器
运算速度、存储容量、软件配置、价格
2）总线
定义：一组信号线的集合，是 CPU与存储器、外围电路 连接的信息公共传输线
类型：
数据总线（双向）：传信息 地址总线（单向）：确定与之通信的外部硬件 控制总线 ：确定数据总线信息流时间序列
常用总线：STD bus、 Multibus、S-100bus、PCI、ISA 选择依据：适合利用基本模块构成单机系统或多机系统；
下图为一典型的大板式结构：
2）模块式结构 总线模块化开放系统结构 功能模块： 硬件模块： CPU、存储器、I/O控制、位置控制等插件板 软件模块：固化于相应硬件模块中
功能模块接口标准化：企业标准→行业标准 总线标准化：各模块间信号连接的定义 特点：设计制造简单单一，调试维护方便，有适应性，
扩展性 如：SIEMENS 大多数系统，FANUC的15、16、18 系列
2、组成 微处理器和总线、存储器、纸带阅读机接口、纸带
穿孔机和电传机接口、I/O接口、MDI/CRT接口、位置 控制器、PLC 任务：数值运算、零件程序输入/输出、定时、中断管理
1）CPU （是CNC装置的核心） 组成：运算器和控制器 作用：信息处理，即获取信息、处理信息、发出命令 类型：8位、16位、32位 选择依据：实时控制、指令系统、数据宽度、寻址能力、
五、CNC装置功能
1、基本功能：
控制功能：CNC装置能控制或能同时控制的轴数 准备功能：G 指令机床动作方式的功能 插补功能 进给功能、主轴功能、辅助功能、字符显示、自诊断等
2、选择功能：
图形显示、通信功能、人机对话、编程功能、补偿功能 固定循环功能
§2.2 计算机数字控制系统的 硬件结构
一、CNC装置的结构类型 1、计算机类型
继电器 电平转换和功率放大： CNC侧一般用TTL电平 5）内装型PLC 特点：有独立的CPU或与CNC共用一个CPU； 硬件与 CNC制一线路板或单独制附加扳； 内装型PLC不配I/O口，借助CNC的I/O 口。
6）伺服输出和位置反馈接口 该硬件＋CPU＝CNC位置控制硬件 可控制各进给坐标轴的速度、加速度以及位置 量
下图为一典型的模块式结构：
3、微处理器数量
单微处理器系统 多微处理器系统 1）单微处理器系统 CNC装置只有一个CPU可以控制总线、访问主存储器， 其它CPU不能访问主存储器。 如：西门子810/820系列，A-B公司的8400系列 2）多微处理器结构
有2个或以上CPU可以控制总线或访问主存储器 如：SINUMERK 8系统、850/880系统、 A—B公司的
CNC系统的核心是计算机数控装置
二、CNC装置的组成
1、硬件组成
2、软件组成
三、CNC装置的工作过程（工作原理）
零件程序的输入
插补预处理（译码、刀补、速度
处理F） 插补计算 位置控制 I/O开关量处理
显示及故障诊断
1、零件程序的输入
A、输入内容
零件程序 参数
系统参数 补偿参数 机床参数
B、输入方式 纸带、磁带、键盘（MDI）、计算机通信输入(RS232C，DNC）
5、插补 （实时性） ➢ 插补运算 （数据点密化） ➢ 种类：
直线、圆弧、高次曲线、样条曲线 ➢ 计算方法：
逐点比较法
数字积分法
比较积分法 6、 位置控制
位置环、速度环、电流环
差值 用差值控制进给电机
增益调整、螺距误差补偿、反向间隙补偿
7、I/O处理 连接CNC装置与机床强电
8、显示与诊断
显示
字符 图形
8600系列和FANUC 0 、15系列
二、单微处理器计算机数字控制
在单微处理器结构中，主CPU通过总线与存储器、 各接口相连，实行集中控制、分时处理数控各子任务。
1、主要特征： 只有Hale Waihona Puke Baidu个主CPU可以控制总线，访问主存储器 其它CPU只能成为专用控制部件 主CPU与其它CPU做成主从结构 结构简单，容易实现 但数控功能实现与处理速度有突出矛盾
静态显示 动态显示
诊断
自诊断 脱机诊断 远程诊断
四、CNC装置的特点
具有灵活性 ： 靠软件控制 通用性 ： 同一系统可用在不同机床上 功能丰富： 如二次曲线插补运算，固定循环，米英制转换，
坐标偏移，图形显示，刀具补偿 等
可靠性高： 大规模集成电路或超大规模集成电路 维修方便： 有诊断程序，能显示故障信息 基于PC平台的CNC特性