【正文】 《 NC Technology 》 E－ mail: .?? Numerical Control Technology ??機電工程學院主講： 蔣廷彪 《 NC Technology 》 E－ mail: .Ch4 COMPUTER NUMERICAL CONTROL UNIT 《 NC Technology 》 E－ mail: .Outline system ARCHITECTURE OF CNC UNIT Software4. OPEN ARCHITECTURE SYSTEM FOR CNC UNIT《 NC Technology 》 E－ mail: .Introduction vMachine controls are divided into two types:v numerical control (NC) v puter numerical control (CNC). vNC controls have to read the program each time a part is run。 they have no means of editing existing programs. CNC controls can store and allow editing of loaded programs.v All machines built today are CNC machines. CNC unit is the heart of CNC machine.《 NC Technology 》 E－ mail: .NC system 216。 The NC machine :1. control unit, which processes the mands from the input media. 2. the drive mechanisms3. the machine itself 216。 The most basic function of any NC machine is automatic, precise, and consistent motion control. 《 NC Technology 》 E－ mail: .The makeup of a linear axis of an NC machine《 NC Technology 》 E－ mail: .CNC SystemvDefinition (EIA): CNC system is a special puter system that is equipped with certain interface circuits and servo drivers, and can do part or all the works an NC system do by running the software stored in its memories.v EIA(美國電子工業(yè)協(xié)會 )所屬的數(shù)控標準化委員會的定義 : “CNC是用一個存儲程序的計算機，按照存儲在計算機內的讀寫存儲器中的控制程序去執(zhí)行數(shù)控裝置的部分或全部功能，在計算機之外的唯一裝置是接口 ”。vISO(國際標準化組織 )的定義 : “數(shù)控系統(tǒng)是一種控制系統(tǒng)，它自動閱讀輸入載體上事先給定的數(shù)字，并將其譯碼，從而使機床移動和加工零件 ”?！? NC Technology 》 E－ mail: .CNC machining SystemLogical structure of CNC machine tool《 NC Technology 》 E－ mail: .CNC machining System《 NC Technology 》 E－ mail: .CNC系系 統(tǒng)統(tǒng) 的的 組組 成成216。從自動控制的角度來看， CNC系統(tǒng)是一種位置（軌跡）、速度（還包括電流）控制系統(tǒng)，其本質上是以多執(zhí)行部件 (各運動軸 )的位移量、速度為控制對象并使其協(xié)調運動的自動控制系統(tǒng)，是一種配有專用操作系統(tǒng)的計算機控制系統(tǒng)。216。從外部特征來看， CNC系統(tǒng)是由 硬件（通用硬件和專用硬件）和軟件（專用） 兩大部分組成的?！? NC Technology 》 E－ mail: .CNC裝置的裝置的 組組 成和工作原理成和工作原理 CNC系統(tǒng)平臺硬件操作系統(tǒng)管理軟件應用軟件 控制軟件數(shù)控加工程序 接 口被控設備 機 床 機器人 測量機 ......《 NC Technology 》 E－ mail: .CNC裝置的裝置的 組組 成和工作原理成和工作原理1. 硬件結構 : CPU， 存儲器，總線、 外設 等 。2. 軟件結構 ： 是一種用于零件加工的、實時控制的、特殊的（或稱專用的）計算機操作系統(tǒng)。 系 統(tǒng)初始化 系統(tǒng)控制軟件程序管理編輯 存儲 錄放 管理軟件 控制軟件輸入程序 輸出程序 顯示程序 診斷程序 譯碼程序 補償計算 速度控制 插補程序 位控程序CNC軟件的構成 《 NC Technology 》 E－ mail: .CNC裝置的裝置的 組組 成和工作原理成和工作原理3. 工作原理 通 過 各種 輸 入方式，接受機床加工零件的各種數(shù)據(jù)信息， 經過 CNC裝置 譯碼 ，再 進 行 計 算機的 處 理、運算，然后將各個坐 標軸 的分量送到各控制 軸 的 驅動電 路， 經過轉換 、放大去 驅動 伺服 電動 機， 帶動 各 軸 運 動 。并 進 行 實時 位置反 饋 控制，使各個坐 標軸 能精確地走到所要求的位置。 簡 要工作 過 程： 1）輸入 ： 輸入內容 —— 零件程序、控制參數(shù)和補償數(shù)據(jù)。 輸入方式 —— 穿孔紙帶閱讀輸入、磁盤輸入、光盤輸入、手健盤輸 入，通訊接口輸入及連接上級計算機的 DNC接口輸入 .《 NC Technology 》 E－ mail: .CNC裝置的裝置的 組組 成和工作原理成和工作原理2）譯碼： 以 一個程序段 為單 位，根據(jù)一定的 語 法 規(guī)則 解 釋 、翻 譯 成 計算機能 夠識別 的數(shù)據(jù)形式，并以一定的數(shù)據(jù)格式存放在指定的內存 專用區(qū)內。3）數(shù)據(jù)處理 ： 包括刀具 補償 ，速度 計 算以及 輔 助功能的 處 理等。 4）插補： 插補的任務是通過插補計算程序在一條曲線的已知起點和終點之間進行 “數(shù)據(jù)點的密化工作 ”。5）位置控制： 在每個采樣周期內，將插補計算出的理論位置與實際反饋位置相比較，用其差值去控制進給伺服電機。6） I/O處理： 處理 CNC裝置與機床之間的強電信號輸入、輸出和控制。7）顯示： 零件程序、參數(shù)、刀具位置、機床狀態(tài)等。8）診斷： 檢查一切不正常的程序、操作和其他錯誤狀態(tài)?！? NC Technology 》 E－ mail: .CNC unit 216。CNC unit is the core of the whole CNC system. It is posed of hardware and software. 216。The hardware : microprocessors, electronic memory modules, I/O interfaces, and position control modules, etc. 216。CNC software controls all functions of the machine and its efficiency of operation, and manages all local programming at the machine tool and graphic simulation of the cutting process if available. 216。The hardware and the software work together to do all functions of CNC unit, which an ordinary NC system can never do.《 NC Technology 》 E－ mail: .The main functions and features of CNC unit 1. Controlling function (the number of control axes and synchronously control axes) 2. Preparatory function3. Interpolation function 4. Feed function216。 Feed Rate Override216。 Rapid motion function 《 NC Technology 》 E