计算机数控装置(CNC)课件.pptVIP

第一节 概述 一、CNC装置的组成 二、CNC装置的优点 三、CNC装置的功能 CNC系统：即计算机数控系统 （Computerized numerical control） 是用计算机控制加工功能，实现数值控制的系统 1.CNC装置的组成 ㈡存储器 存储器是用来储存系统软件、零件加工程序以及运算的中间结果等。 ㈢位置控制 主要完成对主轴驱动的控制，以便完成速度控制；通过对伺服系统对坐标轴的运动实施控制。 ㈣输入输出接口 主要用来交换数控装置与外部之间的往来信息。 ㈤MDI/CRT接口 完成手动数据输入和将信息显示在CRT上。 单微处理器 CNC装置硬件结构一般分为单微处理器结构和多微处理器结构。 在单微处理器结构的CNC装置中，只有一个微处理器，因此多采用集中控制，分时处理的方式完成数控机床的各项任务。有的CNC装置虽然有两个或两个以上的微处理器，但其中只有一个微处理器能够控制系统总线资源，而其它微处理器不能控制系统总线，不能访问主存储器，只能成为一个专用的智能部件，他们组成主从结构，故也属于单微处理器结构。单微处理器CNC装置组成框图如下图所示。 ㈠单微处理器CNC装置组成硬件的作用 ⒈微处理器 微处理器是CNC装置的核心，由于所有数控功能都由一个CPU来完成，因此CNC装置的功能受微处理器的字长、数据宽度、寻址能力和运算速度等因素的限制。为了提高处理速度，增强数控功能，常采用以下措施： ⑴采用协处理器； ⑵由硬件完成一部分插补工作； ⑶采用带有微处理器的PLC和CRT等智能部件。 2. 总线 总线是由物理导线构成，从功能上说，一般可以分为三组。 (1)数据线：数据总线为各部件之间传输数据。 (2)地址线：地址总线传送的地址信号，与地址总线结合使用，以确定数据总线上传输的数据来源或目的地，采用单向线。 (3)控制线：管理总线的某些控制信号，如数据传输的读写控制、中断复位及各种确认信号，采用单向线。 3.存储器 存储器是用来存放数据、参数和程序的。 (1) CNC装置的系统程序存放在只读存储器EPROM中，即使断电，程序也不会丢失。常用的EPROM有：2716、2732、2764、27128、27256、27010等。 (2) 运算的中间结果存放在随机存储器RAM中，它可以随机读写，但断电后信息随即消失。 (3) 零件加工程序、数据和参数存放在有后备电池的 RAM中，能随机读取，操作或修改并且断电后，信息仍保存。 4. PLC PLC用以代替传统的机床强电继电器逻辑控制。通过程序进行逻辑运算来实现M、S、T功能的译码与控制。 PLC有内装型和独立型两种。内装型PLC是CNC装置的一个部件，可以共享CNC装置的CPU，也可以配置单独的CPU。独立型PLC完全独立于CNC装置，本身具有完备的硬件（CPU、ROM、RAM等）和软件，可以独立完成规定的控制任务。 5. 位置控制 CNC装置中的位置控制模块和速度控制单元、位置检测及反馈控制等组成位置环。位置环主要用于轴进给的坐标位置控制，包括工作台的前后左右移动、主轴箱的上下移动及绕某一直线坐标轴的旋转运动等。轴控制性能的高低对数控机床的加工精度、表面粗糙度和加工效率影响极大。 6. I/O接口 由继电器，接触器组成的机床电气控制设备是强电设备，CNC装置和它们一般不直接连接，需要通过I/O接口电路连接，接口电路的主要任务： ⑴进行电平转换和功率放大。 ⑵为防止噪声引起误动作，对CNC和机床之间的信号进行电气隔离。 ⑶采用模拟量传送时，在CNC和机床电气设备之间要接入D/A和A/D转换电路。 多微处理器 多微处理器结构 多微处理器结构是指在系统中有两个或两个以上的微处理器能控制系统总线、或主存储器进行工作的系统结构。目前大多数CNC系统均采用多微处理器结构。 紧耦合结构：两个或两个以上的微处理器构成的处理部件之间采用紧耦合（相关性强），有集中的操作系统，共享资源。 松耦合结构：两个或两个以上的微处理器构成的功能模块之间采用松耦合（具有相对独立性或相关性弱），有多重操作系统有效地实现并行处理。 1）多微处理器CNC的典型结构 通过总线连接系统内的各个模块。 主模块控制系统总线，某一时刻只能有一个主模块占用总线，各模块通过仲裁电路判别各模块的优先级，进而共享总线资源。 （2）共享存储结构 采用多端口存储器来实现各微处理器之间的相互连接和通信，每个端口都配有一套数据、地址、控制线，以供端