数控技术及应用第2版 教学配套课件 郑晓峰 主编 第三章.pdfVIP

第三章 计算机数控系统 第一节 概 述 数控系统是数控机床的控制指挥中心。它由程序、输入输出设备、计算机数控 装置（CNC装置）、可编程序控制器（PLC）、主轴驱动装置和进给伺服驱动装 置等组成的系统。CNC装置是数控系统的核心。机床的各个执行部件在数控系 统的统一指挥下，有条不紊地按给定程序进行零件的切削加工。CNC装置的核 心是计算机，由计算机通过执行其存储器内的程序，实现部分或全部控制功 能。如图3-1所示。 图3-1 计算机数控系统的组成 第一节 概述  CNC系统由硬件和软件两大部分组成，如图3-2所示，硬件是软件活动的舞台，软 件是整个装置的灵魂，整个CNC系统的活动均依靠软件来指挥。软件和硬件各有 不同的特点，软件设计灵活，适应性强，但处理速度慢；硬件处理速度快，但成 本高。因此，在CNC系统中，数控功能的实现可依据其控制特性来合理确定软硬 件的比例。可使数控系统的性能和可靠性大大提高。 图3-2 CNC系统的系统平台 第一节 概述 一、CNC系统的工作过程 1．输入 2．译码处理 3．数据处理 4 ．插补运算与位置控制 5．输入/输出（I/O）处理 6．显示 7．诊断 第一节 概述 二、CNC系统的功能 1．基本功能 （1）控制功能 （2）准备功能 （3）插补功能 （4）进给功能 （5）主轴功能 （6）刀具功能 （7）辅助功能 （8）字符显示功能 （9）自诊断功能 第一节 概述 2．选择功能 （1）补偿功能 （2）固定循环功能 （3）图形显示功能 （4）通信功能 （5）人机对话编程功能 第二节 CNC系统的硬件结构 一、单微处理器和多微处理器结构 （一）单微处理器结构 1．单微处理器的特点 2．单CPU结构的形式 3．单微处理器结构的组成 （二）多微处理器结构 1．多微处理器结构的特点 2．多微处理器结构的形式 3．多微处理器结构的组成 第二节 CNC系统的硬件结构 二、大板式结构和功能模块式结构 1．大板式结构 2．功能模块式结构 三、开放式数控系统结构 1．美国的NGC和OMAC计划及其结构 2．欧共体的OSACA计划及其结构 3．日本的OSEC计划及其结构 第三节 CNC系统的软件结构 一、CNC系统软硬件组合类型 图3-14 三种典型软硬件界面 第三节 CNC系统的软件结构 二、CNC系统控制软件的结构特点 1.多任务并行处理 如图3-16 2.实时中断处理 3.CNC系统中断结构模式 图3-15 CNC系统的软件组成 图3-16 多任务并行处理关系图 第三节 CNC系统的软件结构 图3-17 CPU分时共享图 第三节 CNC系统的软件结构 图3-18 资源重叠流水处理 a ） 顺序处理 b）流水处理 第三节 CNC系统的软件结构 图3-19 前、后台型软件结构 第三节 CNC系统的软件结构 第三节 CNC系统的软件结构 三、CNC系统软件的工作过程 1．输入 2．译码 3．数据处理 4．插补运算 5．输出 6．管理与诊断 第三节 CNC系统的软件结构 图3-20 前加减速和后加减速控制 第三节 CNC系统的软件结构 图3-21 加减速特性曲线 a ）线性加减速 b）指数加减速 c ）S 曲线加减速 第三节 CNC系统的软件结构 图3-22 定位误差曲线