数控第七章-教学课件.pptVIP

数控原理与编程 授课教师：倪笑宇 第七章 计算机数控装置 第七章 计算机数控装置 7.1概述 一、CNC的组成 CNC:计算机数控系统 组成：由程序输入输出设备、计算机数控装置、可编程控制器、主轴驱动装置、 进给驱动装置及位置检测装置组成。 (其中，数控装置是CNC系统的核心，其任务是完成数字信息处理和控制） 专用型数控系统 基于个人计算机（PC）型数控系统。 分类 1.物理结构 二、CNC的硬件体系结构 (针对数控机床专门设计，FANUC，西门子） 第七章 计算机数控装置 2.逻辑结构 分类 按数控装置中各电路板的插接方式：大板式和功能模块式 按微处理的个数：单微处理器和多微处理器▲ 按硬件的制造方式：专用型和通用型 微处理器CPU是数控装置的核心。负责程序译码、数据处理、插补运算、 伺服控制、接收反馈等任务。 （1）单微处理器结构 控制包括：内部控制、程序的输入输出、加工现场状态信息的记忆控制等。 运算任务：译码、刀具补偿计算、运动轨迹计算、插补运算、位置比较计 算等。 存储器类型包括： ①可擦可编程只读存储器（EPROM) （存放系统系统，由生产厂家固化，断电不丢失。只读 不写，可又生产厂家擦除后重新写入程序。） 单CPU是指整个数控装置中只有一个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。 第七章 计算机数控装置 （2）多微处理器结构 典型结构： ①共享总线结构 （多个CPU共同控制和使用总线，某一时刻只能有一个主模块占有 总线，通过公共存储器解决多个主模块同时请求使用总线时产生 的总线竞争问题。） ②共享存储器结构 （这种结构中，每个CPU都有自己的总线和存储器，CPU之间采用 通信方式交换信息。） 工作特点：数控装置的所有功能通过一个CPU进行集中控制，分时处理来实现。 ③后备电池的CMOS RAM （存放加工程序、机床参数、刀具参数等，可读可写，断电不丢失。） ②RAM存储器 （存放运算的中间结果，显示数据运行状态、标志信息等，可读可写， 断电丢失。） 多CPU是指数控装置中有两个或两个以上的CPU，各CPU之间资源共享，有 明确的分工，独立分管各自的任务，并行处理。 第七章 计算机数控装置 三、CNC系统软件结构 （专用软件） 系统软件 管理软件：输入输出，I10处理，显示，诊断 控制软件：译码、刀具补偿、速度控制、插补、位置控制 CNC系统软件类似于计算机操作系统。 （CNC系统是典型的实时控制系统，数控装置的系统软件则可看做一个专用实 时操作系统。） 软件特点：并行处理，实时中断处理。 （1）并行处理 含义：系统在同一时间间隔或同一个时刻完成两个或两个以上任务处理的方法。 目的：可以合理使用和调配CNC系统的资源，提高CNC系统的处理速度。 优点：运行速度快。 第七章 计算机数控装置 （2）实时中断处理 中断类型 外部中断（主要有纸带光电阅读机中断、外部监控中断、键盘操作 面板输入中断） 内部定时中断 硬件故障中断 程序性中断 （主要有插补周期定时中断，位置采样定时中断） （它是各种硬件故障检测装置发出的中断） （它是程序中出现异常情况的报警中断） 软件结构模式：分为前后台型结构模式和中断型结构模式 （1）前后台型结构模式 软件划分为前台程序和后台程序。 （前台程序是指实时中断服务程序，实现插补、伺服、机床监控等实时功能。 后台程序是一个循环运行程序，完成管理功能和输入、译码、数据处理等非 实时性任务。） 第七章 计算机数控装置 （2）中断型结构模式 含义：除了初始化程序之外，整个系统软件的各个任务模块分别安排在不同 级别的中断服务程序中，然后由中断管理系统对各级中断服务程序实施调度 管理。其管理功能靠的是程序之间的相互通信来实现。整个软件就是一个大 的中断管理系统。 结构特点：其任务调度机制为抢占式优先调度，因此实时性好。 四、零件加工程序的处理过程 数控加工是由数控装置根据零件程序控制机床自动完成的。 处理顺序：每个加工程序段都是按照输入→译码→刀具补偿→进给速度处理 →插补→位置控制的顺序进行处理的。 各个步骤的主要功能： （1）输入 通过键盘等方式将零件程序输入到数控装置并完成无效代码的删除、代码 校验和代码转换等功能） 第七章 计算机数控装置 （2）译码 将指令代码翻译成机床能够识别的统一数据格式，以方便后续分析、计算。 （3）刀具补偿 将编程轮廓轨迹转化为刀具中心轨迹，以保证刀具在按中心轨迹移动时， 不会对零件造成过切或少切。