计算机数控系统(CNC)

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1、第3章计算机数控系统（CNC）3.1CNC系统的组成3.1.1CNC系统的基本概念CNC—ComputerizedNumericalControl主要任务：存储程序、完成插补、输出脉冲特点：灵活通用、可靠方便13.1.2CNC系统的基本构成233.1.2.1CNC装置的组成硬件：CPU存储器位置控制装置输入输出接口PLC…软件：系统软件4存储器说明RAM：随机存储器（掉电后数据就丢失了）ROM：只读存储器（掉电后数据依然存在，用特殊的方法才能固化数据）EPROM:可擦除可编程只读存储器（ErasableProgramableReadOnlyMemory）用

2、户的程序应放在EPROM里，而运算过程中产生的数据应放在RAM里，便于随机使用。常说的内存一般指RAM53.1.2.2输入输出设备输入设备：纸带机、键盘、磁盘、光盘、磁鼓、磁带、DNC输入输出设备：显示器打印机PLC直接输出到数控机床的执行部件脉冲放大器的输入接口63.1.2.3可编程序控制器PLC用于数控装置和机床的大电流或大功率的电器各种逻辑控制。（代替继电器）例如主轴电机；润滑电机；照明电路等3.1.2.4伺服驱动控制单元+电动机主轴驱动；进刀驱动等73.1.3CNC系统的特点1.灵活：可修改、扩展（对欲加工的零件）2.通用性强（对各种数控机床都适用

3、）3.可靠性高（采用集成电路）4.功能强大：多功能、可以完成复杂零件的一次成形。5.使用方便83.1.4CNC装置的类型3.1.4.1专用型CNC装置日本：FANUC德国：Siemens美国：Allen-Bradley(A-B)3.1.4.2PC型CNC装置工业PC机—工控机通用平台这种结构比较普通。93.2CNC数控系统的硬件结构输入输出设备中央处理器CPU总线（BUS）存储器（RAM;EPROM）位置控制器I/O接口通信与网络接口10图3-3113.2.1输入设备纸带阅读机、手动数据输入键盘（MDI）、磁盘驱动器、磁带机3.2.1.1纸带阅读机光电阅读

4、机：发光2极管—光敏3极管；纸带上有一排排小孔3.2.1.2键盘：分编码键盘及非编码键盘两种直接产生字符的编码编码键盘由软件翻译出字符的编码非编码键盘。下图是非编码键盘12图3-7:让各行逐次为0，同时扫描各列，若某列为0，则此列与行相交处的按键已经闭合。13143.2.2CPU及总线3.2.2.1CPU(Microprocesser)的功能可以进行算术和逻辑运算可以保存少量的数据（256个字节）能对指令进行译码并执行规定的动作能和存储器、外部设备交换数据提供系统的定时和控制CPU的组成：算术逻辑部件累加器和通用寄存器组程序计数器、指令寄存器和译码器时序和

5、控制部件15163.2.2.2总线（BUS）总线：各部件之间传递信息的通路CPU内部总线：数据~，地址~，控制~双总线系统：局部总线系统总线多总线系统：IEEE—769，IEE—696VME，IMMAT，STD，Zbus，Qbus，B1bus，Prophibus17图3-16双总线系统183.2.3存储部件存储器：内存储器：磁泡~，半导体~外存储器：穿孔纸带，磁带，磁盘，磁鼓，光盘193.2.4I/O接口电路3.2.4.1CNC装置内、外部连接接线端子连接器通信接口3.2.4.2I/O接口芯片201.8251A可编程串行通讯接口212.8253可编程控制器

6、（略）3.2.5通信与网络接口3.2.5.1CNC装置的通信编程机、进给驱动单元、主轴驱动单元、网络通信3.2.5.2CNC装置用的异步串行接口RS—232C/20mARS—422223.2.6显示部件文字显示图形显示显示工具：CRT（显示器，阴极射线管）7段显示管LED（发光二极管）LCD(液晶显示器)233.3CNC系统的软件管理软件：输入、I/O处理、显示、诊断控制软件：译码、刀补、速度、插补、位置243.3.1控制软件结构及管理程序软件硬件准备插补、位置控制准备、插补位置控制准备、插补、位控253.3.1.1CNC软件结构类型1.前后台型结构前台程

7、序：中断服务程序：插补、位控、逻控后台程序：译码、数据处理、管理（背景程序）2.中断型结构：功能子程序被安排在不同级别的中断服务程序中。263.3.1.2CNC典型的软件结构1.软件的总体结构：中断型结构见P83表3-42.优先级中断服务程序功能及框图：有0～10级中断优先程序273.3.2输入数据的处理处理输入数据的内容：译码、运动轨迹计算和速度计算3.3.2.1译码：如将字符A转换成2进制码：1000001（字符A的ASCII码为65）3.3.2.2轨迹计算任务：刀具零点设置、刀具偏置、半径补偿、长度补偿281、刀具偏置及半径补偿1、刀具偏置及半径补偿

8、为了加工出预定的轮廓，必须把刀具偏离理论轨迹。可用刀具偏置或刀具半