数控技术：计算机数控系统.pptVIP

现代数控技术 计算机数控系统 1 概述 2 计算机数字控制装置的硬件结构 3 计算机数字控制装置的软件结构 4 CNC装置的插补原理 5 刀具半径补偿原理 1 概 述 2 计算机数字控制装置的硬件结构 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）两大部分组成的，共同实现各种数控功能. CNC装置的硬件结构 由计算机基本系统、设备支持层、设备层三部分组成。 2、CNC装置的软件结构 二. CNC装置的特点 具有灵活性和通用性 数控功能丰富 可靠性高、使用维护方便 易于实现机电一体化 CNC装置的功能 指满足用户操作和机床控制要求的方法和手段 基本功能——数控系统基本配置的必备功能。 选择功能——用户可根据实际要求选择的功能。 基本功能 控制功能 —— CNC能控制和能联动控制的进给轴数。 2、准备功能（G功能） —— 指令机床动作方式的功能。 3、插补功能 ——数控系统实现零件轮廓加工轨迹运算的功能。 4、进给功能 ——　进给速度的控制功能。 5、 主轴功能 —— 数控系统的主轴的控制功能。 辅助功能（M功能） —— 用于指令机床辅助操作的功能。 　 基本功能 刀具管理功能 ——实现对刀具几何尺寸和寿命的管理功能。 8. 字符图形显示功能 9. 自诊断功能 选择功能 1.固定循环功能 ——　是数控系统实现典型加工循环（如：钻孔、攻丝、镗孔、深孔钻削和切螺纹等）的功能 四、CNC系统的工作过程 单机系统 整个CNC装置只有一个CPU，它集中控制和管理整个系统资源，通过分时处理的方式来实现各种NC功能。 主从结构：系统中只有一个主CPU对系统的资源有控制和使用权.其它带CPU的功能部件，只能接受主CPU的控制命令或数据，或向主CPU发出请求信息以获得所需的数据。 多主结构：系统中有两个或两个以上带CPU的模块部件对系统资源有控制或使用权。有集中的操作系统，通过仲裁器来解决总线争用问题，通过共公存储器进行交换信息。 分布式结构：系统有两个或两个以上带CPU的功能模块，各模块有自己独立的运行环境。采用通讯方式交换信息。 如FANUC SIEMENS 等多机系统。 特点：“四高” 六、开放式数控系统 IEEE(国际电气电子工程师协会) 的定义: “符合系统规范的应用可以运行在多个销售商的不同平台上,可以与其它的系统应用互操作,并且具有一致风格的用户交互界面”。 3 计算机数字控制装置的软件结构 将由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，加工出符合要求的零件。 CNC装置数据转换流程示意图 刀补处理(计算刀具中心轨迹) 根据G90/G91计算零件轮廓的终点坐标值。 根据R和G41/42，计算本段刀具中心轨迹的终点（P’e/P〃e）坐标值。 根据本段与前段连接关系，进行段间连接处理。 位置控制处理 位置控制完成以下几步计算： 计算新的位置指令坐标值： X1新= X1旧+△X1；Y1新= Y1旧 +△Y1； 计算新的位置实际坐标值： X2新= X2旧+△X2；Y2新= Y2旧 +△Y2 计算跟随误差(指令位置值— 实际位置值)： △X3= X1新- X2新； △Y3= Y1新- Y2新； 计算速度指令值： VX=f（△X3）； VY=f（△Y3） 中断型软件系统结构图 4 CNC装置的插补原理 一、 插补的概念 插补(Interpolation)原理：根据给定进给速度和给定轮廓线形的要求，在轮廓的已知点之间，确定一些中间点的方法 插补方法的分类及各自特点： 脉冲增量插补特点： 每次插补的结果仅产生一个单位的行程增量（一个脉冲当量） 脉冲增量插补的实现方法较简单 插补速度较低、精度较低，适合开环系统 数字增量插补特点及方法 特点： 插补程序以一定的时间间隔定时(插补周期)运行，在每个周期内根据进给速度计算出各坐标轴在下一插补周期内的位移增量（数字量）。 数字增量插补的实现算法较脉冲增量插补复杂。 主要应用于闭环和半闭环的控制系统。 二、逐点比较法 CNC系统在控制过程中，能逐点地计算和判别运动轨迹与给定轨迹的偏差，并根据偏差控制进给轴向给定轮廓靠扰，缩小偏差，使加工轮廓逼近给定轮廓。 逐点比较法加工直线的原理（Ⅰ象限过原点直线为例） Fi＞0 在直线上方，+X向输出一步; Fi＝0 在直线上， +X向输出一步; Fi＜0 在直线下方，+Y向输出一步 逐点比较法直线插补的计