计算机数字控制

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1、CNC第四章计算机数控装置硬件电路伺服系统数控机床第四章计算机数控装置CNC第四章计算机数控装置计算机硬件电路伺服系统数控机床数控指令输入本章内容概述CNC装置的硬件结构CNC装置的软件结构可编程控制器（PLC）典型的CNC系统简介CNC装置CNC第四章计算机数控装置4.1概述从自动控制的角度来看，CNC系统是一种位置、速度（还包括电流）控制系统，其本质上是以多执行部件(各运动轴)的位移量、速度为控制对象并使其协调运动的自动控制系统，是一种配有专用操作系统的计算机控制系统。从外部特征来看，CNC系统是由硬件（通用硬件和专用硬件）和软件（专用

2、）两大部分组成的。CNC第四章计算机数控装置CNC系统平台操作系统硬件管理软件控制软件接口4.1概述数控加工程序被控设备机床机器人测量机......主轴电机进给伺服电机机床控制面板CNCCNC键盘第四章计算机数控装置I/O模块等PC+CNC+PLC驱动系统电子手轮CNC4.1概述CNC系统基本组成第四章计算机数控装置CNC装置由硬件和软件组成，软件在硬件的支持下运行，离开软件硬件便无法工作，二者缺一不可。CNC4.1概述第四章计算机数控装置CNC装置软件系统初始化系统控制软件程序管理编辑存储录放管理软件控制软件输入程序输出程序显示程序诊断程

3、序译码程序补偿计算速度控制插补程序位控程序图4.1CNC软件的构成软件结构：是一种用于零件加工的、实时控制的、特殊的（或称专用的）计算机操作系统。功能特征:其操作系统由CNC管理软件和CNC控制软件两部分组成。它是CNC系统的灵魂。CNC4.1概述CNC装置的组成第四章计算机数控装置CNC装置硬件组成CNC第四章计算机数控装置4.1概述CNC系统工作过程输入→译码→数据处理→插补→将各个坐标轴的分量送到各控制轴的驱动电路，经过转换、放大去驱动伺服电动机，带动各轴运动→实时位置反馈控制，使各个坐标轴能精确地走到所要求的位置。1）输入输入内容—

4、—零件程序、控制参数和补偿数据。输入方式——磁盘输入、光盘输入、键盘输入、通讯接口输入及连接上位计算机的DNC接口输入。CNC2）译码：以一个程序段为单位，根据一定的语法规则解释、翻译成计算机能够识别的数据形式，并以一定的数据格式存放在指定的内存专用区内。3）数据处理：包括刀具补偿，速度计算以及辅助功能的处理等。4）插补：通过插补计算程序在一条曲线的已知起点和终点之间进行“数据点的密化工作”。5）位置控制：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伺服电机。6）I/O处理：处理CNC装置与机床之间的强电

5、信号输入、输出和控制。7）显示：零件程序、参数、刀具位置、机床状态等。8）诊断：检查一切不正常的程序、操作和其他错误状态。第四章计算机数控装置CNC4.2CNC装置的硬件结构CNC装置的硬件结构按其中含有CPU的多少可分为：单微处理机结构和多微处理机结构；按电路板的结构特点可分为：大板结构和模块化结构。第四章计算机数控装置CNC4.2CNC装置的硬件结构—单微处理机1.单微处理器数控装置:以一个CPU（中央处理器）为核心，CPU通过总线与存储器和各种接口相连接，采取集中控制、分时处理的工作方式，完成数控加工各个任务。Ø一个微处理器完成所有的

6、功能Ø采用总线结构Ø结构简单，易于实现Ø功能受限制单微处理器结构组成：微处理器（运算、控制）、存储器、总线、接口；第四章计算机数控装置CNC4.2CNC装置的硬件结构—单微处理机CPUROMRAMIN接口OUT接口可编程控制MDI/CRT接口位置控制其它接口总线单微处理器硬件结构图第四章计算机数控装置CNC第四章计算机数控装置4.2CNC装置的硬件结构—单微处理机存储器：只读存储器（ROM）：系统程序；随机存储器（RAM）：运算的中间结果、需显示的数据、运行中的状态、标志信息；CMOSRAM或磁泡存储器：加工的零件程序、机床参数、刀具参数；

7、CNC4.2CNC装置的硬件结构——单微处理机位置控制单元：Ø对进给运动的坐标轴位置进行控制（包括位置和速度控制）；对主轴控制，一般只包括速度控制；ØC轴位置控制：包括位置和速度控制；Ø刀库位置控制（简易位置控制）。第四章计算机数控装置CNC第四章计算机数控装置4.2CNC系统的硬件结构—多微处理机2.多微处理器结构在一个数控系统中有两个或两个以上的微处理器，分别实现相应的数控功能。特点：能实现真正意义上的并行处理，处理速度快，可以实现较复杂的系统功能。容错能力强，在某模块出了故障后，通过系统重组仍可断继续工作。CNC第四章计算机数控装置4

8、.2CNC系统的硬件结构—多微处理机2.多微处理机结构结构形式：主从式、分布式、总线式。主从式：主控CPU、从控CPU，主控CPU才能控制和访问总线，通过总线对从控CPU控制、监