計算機數(shù)控系統(tǒng)(2)-wenkub
2023-05-21 16:15:43 本頁面
【正文】 CNC裝置的多任務并行處理 CNC的任務并行處理示意圖 輸入 顯示 控制 I/O 診斷 譯 碼 刀具補償 速度處理 位置控制 插 補 ⑵ 前后臺型軟件結構 前臺程序 故障處理 位置控制 插補運算 …… 后臺程序 譯 碼 刀補處理 速度預處理 輸入 /輸出 顯示 中斷執(zhí)行 循環(huán)執(zhí)行 前后臺程序運行關系圖 前后臺型結構模式的特點 ?任務調度機制 : 優(yōu)先搶占調度和循環(huán)調度 。 從實現(xiàn)功能的角度看 ， 軟件與硬件在邏輯上是等價的 。 ? 共享存儲器結構 ? 在這種多微處理器結構，采用多端口存儲器來實現(xiàn)各微處理器之間的互連和通信，每個端口都配有一套數(shù)據(jù)、地址、控制線，以供端口訪問。 ? ⑶ 結構簡單，易于實現(xiàn)。這種系統(tǒng)硬件和軟件結構都比較簡單。 ? RS232C接口，可傳送零件加工程序， ? DNC接口 ， 可實現(xiàn)直接數(shù)控 ， ? MAP(制造自動化協(xié)議 )模塊 ， ? 網(wǎng)卡：適應 FMS、 CIMS、 IMS等制造系統(tǒng)集成的要求 。 10．字符和圖形顯示功能 ? 人機對話功能 ? 在 CNC裝置中這類功能有： ? 菜單結構操作界面； ? 零件加工程序的編輯環(huán)境； ? 系統(tǒng)和機床參數(shù) 、 狀態(tài) 、 故障信息的顯示 、查詢或修改畫面等 。 ? 如：主軸起停、主軸轉向、切削液的開關或刀庫的起停等。 ? 主軸修調率 ——人工實時修調預先設定的主軸轉速。 ? 主軸轉速 ——主軸轉速的控制功能 ， 單位為 r/min。 ? 同步進給速度 —— 實現(xiàn)切削速度和進給速度的同步 ，單位為 mm/r。 3．插補功能 ? 插補功能 ? —— 插補功能 是數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)零件輪廓 (平面或空間 )加工軌跡運算的功能。 ? CNC的進給軸分類： ? 移動軸（ X、 Y、 Z）和回轉軸（ A、 B、C）； ? 基本軸和附加軸（ U、 V、 W）。 ? 包括： ? 1．加工程序的輸入 ? 2．譯碼 ? 3．刀具補償 ? 4．對進給速度進行處理 ? 5．插補 ?6．位置處理 ?7．Ｉ /Ｏ處理 ?8．顯示 ?9．診斷 CNC單元 四、 CNC的功能 ? CNC裝置的功能是指滿足用戶操作和機床控制要求的方法和手段。 CNC的工作是在硬件的支持下，由軟件來實現(xiàn)部分或大部分數(shù)控功能。 ? CNC數(shù)控機床由以下幾部分組成：加工程序、輸入 /輸出設備、 CNC裝置、可編程控制器（ PLC）、主軸驅動裝置、進給驅動裝置和機床。 CNC數(shù)控機床的組成框圖 加工程序 輸入 /輸出 設備 C N C 裝 置 可編程 控制器 主軸驅 動裝置 進給驅 動裝置 機 床 機床 I/O 電路和裝置測量裝置主軸驅動裝置進給驅動裝置主軸伺服單元進給伺服單元計算機數(shù) 控裝 置操作面板 PL C計算機數(shù)控系統(tǒng)機 床輔助控制機構進給傳動機構主運動機構鍵盤輸入輸出設備 CNC數(shù)控機床的組成 二、 CNC的組成 ? 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)。 ? 硬件是基礎，軟件是靈魂。數(shù)控裝置的功能包括基本功能和選擇功能。 ? 聯(lián)動控制軸數(shù)越多， CNC系統(tǒng)就越復雜，編程也越困難。 4．固定循環(huán)加工功能 ? 固定循環(huán)功能 ? —— 固定循環(huán)功能 是數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)典型加工循環(huán)（如：鉆孔、攻絲、鏜孔、深孔鉆削和切螺紋等）的功能。 ? 快速進給速度 —— 一般為進給速度的最高速度 ， 它通過參數(shù)設定 ， 用 G00指令執(zhí)行快速 。 ? 恒線速度控制 ——刀具切削點的切削速度為恒速的控制功能 。 7．刀具功能及工作臺分度功能 ? 刀具管理功能 ? ——實現(xiàn)對刀具幾何尺寸和壽命的管理功能。 9．補償功能 ? 補償功能 ? 刀具半徑和長度補償功能： 實現(xiàn)按零件輪廓編制的程序控制刀具中心軌跡的功能 。 11．自診斷功能 ? 自診斷功能 ? —— CNC自動實現(xiàn)故障預報和故障定位的功能。 13．程序編制功能 ? 手工編程 ? 背景（后臺）編程 ? 自動編程 ? 利用 CAM系統(tǒng)，可以在線完成和修改零件的三維模型圖設計，并可以通過網(wǎng)絡直接傳給機床進行加工。 ? 單微處理器 CNC的結構是以微型計算機系統(tǒng)的基本結構為基礎，微處理器和三總線結構、I/O接口、存儲器、串行接口和各種顯示器接口等；另外還包括了機床的控制部分。 CNC ?⑴ 多微處理器 CNC的優(yōu)點 ?① 較高的性價比； ?② 適應能力強； ?③ 可靠性高； ?④ 易于組織規(guī)模化生產(chǎn)。由專門的多端口控制邏輯電路解決訪問的沖突問題。 ? 特點： ? 硬件處理速度快，但靈活性差，實現(xiàn)復雜控制的功能困難。 前臺程序的調度是優(yōu)先搶占式的；前臺和后臺程序內部各子任務采用的是順序調度 。 在前臺和后臺程序內無優(yōu)先級等級 、 也無搶占機制 。 ?信息交換： 緩沖區(qū) 。 80～ 90年代初的 CNC系統(tǒng)大多采用這種結構 。 ? 內容： 整理和存放。 ? 種類： 長度補償和半徑補償。 開環(huán)系統(tǒng)進給速度的計算 VS 脈沖的頻率決定進給速度 。 ? 插補程序的實時性 。 ?PLC 軟件對其 RAM中的數(shù)據(jù)進行邏輯運算處理。 ?處理后的數(shù)據(jù)仍在 PLC的 RAM中，同時傳送到 CNC裝置的RAM中。 ? PLC ? 機床的信號 ：主要是控制機床執(zhí)行件的執(zhí)行信號，如電磁鐵、接觸器、繼電器的動作信號以及確保機床各運動部件狀態(tài)的信號及故障指示。 ?獨立型 （ Standalon
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