第5章 计算机数控装置.ppt

第5章计算机数控装置第1页，共37页，星期日，2025年，2月5日CNC系统的组成输入/输出装置数控装置驱动控制装置机床电器逻辑控制装置机床本体数控程序等信息的输入以及输入内容和系统工作状态的显示输出识别和解释数控程序，完成数据计算和逻辑判断处理主轴和进给轴驱动控制接受数控装置的开关命令，完成主轴选速、起停和方向控制功能，换刀功能，冷却、液压、气动、润滑系统控制功能以及其他机床辅助功能第2页，共37页，星期日，2025年，2月5日内部：程序编辑器数据输入外部：磁盘，穿孔纸带，计算机通信数控加工程序数控加工程序译码（或解释）开关命令（M,T）几何数据，工艺数据插补可编程控制器PLC（刀具交换、切削液开/关等）机床反馈信息进给脉冲或插补数据序列数控系统的主要工作过程程序举例：N0010G92X0Y0Z1.0N0020G00X10Y10F200第3页，共37页，星期日，2025年，2月5日CNC系统的特点灵活性大：可改变和扩展其功能。通用性强：硬件采用模块化设计，易于扩展，改变软件可适应不同需求。可靠性高：采用大规模和超大规模集成电路；程序被检查后才被调用，保证加工过程中的故障停机。功能强大：多功能、可以完成复杂零件的一次成形。使用维修方便：内置自诊断程序，软件检查程序。第4页，共37页，星期日，2025年，2月5日5.2CNC系统的硬件结构数控系统的硬件由数控装置、输入输出装置、机床电器逻辑控制装置和驱动装置等组成。数控装置：数控系统的核心输入输出装置：用于控制数据的输入输出，监控数控系统的运行，进行机床操作面板及机床机电控制/监测机构的逻辑处理和监控，并为数控装置提供机床状态和有关应答信号。机床电器逻辑控制装置：接受数控装置发出的数控辅助功能控制命令，实现数控机床的顺序控制。目前大多采用PLC控制。驱动装置：以轴为单位的独立体，用以控制各轴的运动。第5页，共37页，星期日，2025年，2月5日典型数控系统的硬件结构第6页，共37页，星期日，2025年，2月5日5.2.1常规CNC的硬件结构总线式模块化结构的CNC。采用32位RISC（精简指令集）芯片、数学协处理器及闪烁存储器等。多用于多轴控制的高挡数控机床。以单板或专用芯片及模板组成结构紧凑的CNC。多用于中档数控机床。基于通用计算机（PC或IPC）基础上开发的CNC。可充分利用通用计算机丰富的软件资源，可随计算机硬件进行升级。前两种CNC系统硬件需专门设计，通用性较差，第三种硬件无需专门设计，改变软件即可构成不同CNC系统，通用性好。第7页，共37页，星期日，2025年，2月5日5.2.2单微处理器结构和多微处理器结构只有一个微处理器，集中控制、分时处理数控装置的各个任务。1.单微处理器结构第8页，共37页，星期日，2025年，2月5日2.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。第9页，共37页，星期日，2025年，2月5日1）多微处理器CNC的典型结构（1）共享总线结构：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。第10页，共37页，星期日，2025年，2月5日（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，以供端口访问。第11页，共37页，星期日，2025年，2月5日2）多微处理器CNC的基本功能模块CNC管理模块CNC插补模块位置控制模块PLC（PMC）模块命令与数据输入输出和显示模块存储器模块第12页，共37页，星期日，2025年，2月5日5.2.3开放式CNC的硬件结构定义：开放式CNC系统必须具备不同应用程序能协调地运行于系统平台上的能力，提供面向功能地动态重构工具，同时提供统一标准化地应用程序用户界面。并具有以下特征。可互操作性：不同应用程序模块通过标准化地应用程序接口运行于系统平台，不同模块之间保持平等地相互操作能力