計算機數(shù)控系統(tǒng)(2)(存儲版)
【正文】 譯 碼 三、 CNC的工作過程 ? 工作過程 就是指在硬件的支持下，軟件完成控制功能的過程。 如：基本移動 、 程序暫停 、 平面選擇 、 坐標設(shè)定 、 刀具補償 、 基準點返回和固定循環(huán)等 。 6．主軸的轉(zhuǎn)速功能 ? 主軸功能 ? —— 數(shù)控系統(tǒng)的主軸的控制功能 。 8．輔助功能 (M功能 ) ? 輔助功能（ M功能） ?—— 用于指令機床輔助操作的功能。 12．輸入、輸出和通信功能 ? 通訊功能 ? —— CNC與外界進行信息和數(shù)據(jù)交換的功能。 ? ⑵ 微處理器通過總線與存儲器、輸入 /輸出控制等接口電路相連，構(gòu)成 CNC裝置。 共享總線結(jié)構(gòu)框圖 CNC管理 模塊（ CPU） 主存儲器 模 塊 操作面板 顯示模塊 CNC插補 模塊（ CPU） PLC功能 模塊（ CPU） 位置控制 模塊（ CPU） 主軸控 制模塊 總線 共享存儲器結(jié)構(gòu)框圖 插補 （ CPU2） 來自機床的 控 制 信 號 輸?shù)綑C床的 控 制 信 號 軸控制 （ CPU3） I/O CPU1 CRT （ CPU4） 共 享 存儲器 ? ⑴ 紙帶的光電閱讀機接口 ? ⑵輸入 /輸出（ I/O）接口 ? ①進行必要的信號隔離 ? ②進行電平轉(zhuǎn)換和功率放大 ? ③數(shù) /模和模 /數(shù)轉(zhuǎn)換 ? ⑶通信接口 ? 軟件與硬件在實現(xiàn)各種功能的特點和關(guān)系 ? 關(guān)系： 從理論上講 ， 硬件能完成的功能也可以用軟件來完成 。 前臺和后臺程序之間以及內(nèi)部各子任務(wù)之間的 。 由于中斷級別較多 （ 最多可達 8級 ） ， 強實時性任務(wù)可安排在優(yōu)先級較高的中斷服務(wù)程序中 。 ? 2）保留字符格式的整理與存放。 時鐘中斷法 用軟件控制每個時鐘周期內(nèi)的插補次數(shù) ， 達到速度控制的目的 。 機床 → CNC裝置 對于內(nèi)裝型 PLC，信號傳送處理如下： ?從機床輸入開關(guān)量數(shù)據(jù) ?CNC裝置的 RAM ? PLC的 RAM。 ⑵ 數(shù)控機床 PLC的形式 ? 按結(jié)構(gòu)形式分類 ： ?內(nèi)裝型 （ Builtin Type） PLC（或稱集成式、內(nèi)含式）。 ? 由于 CNC裝置的功能和 PLC的功能在設(shè)計時就統(tǒng)一考慮，因而這種類型的 PLC在硬件和軟件的整體結(jié)構(gòu)上合理、實用，性能價格比高，適用于類型變化不大的數(shù)控機床。 獨立型 PLC結(jié)構(gòu)框圖 NC PLC 伺服驅(qū)動單元 主軸驅(qū)動單元 強電電路 機床操作面板 MDI/CRT面板 伺服電動機 主軸電動機 輔助動作 換刀 冷卻 排屑 I/O電路 I/O電路 I/O電路 PLC裝置 二、數(shù)控機床的輔助功能 ? 1．數(shù)控機床的輔助功能 ? 是指數(shù)控機床的冷卻、潤滑、轉(zhuǎn)位和夾緊等功能。 ? 上面幾種基本結(jié)構(gòu)各有特點。它是指在機械加工專用的 CNC中，引入 PC所具有的開放特性和文化，達到 CNC系統(tǒng)的設(shè)計和制造的開放性、通用性和模塊化。獨立型 PLC與 CNC裝置之間是通過輸入 /輸出接口連接的。這種類型的 PLC一般不能獨立工作，它是 CNC裝置的一個功能模塊，是 CNC裝置功能的擴展，兩者是不能分離的。 ? 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。 ?PLC 軟件對其 RAM中的數(shù)據(jù)進行邏輯運算處理。 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 。 ? 內(nèi)容： 整理和存放。 ?信息交換： 緩沖區(qū) 。 前臺程序的調(diào)度是優(yōu)先搶占式的；前臺和后臺程序內(nèi)部各子任務(wù)采用的是順序調(diào)度 。由專門的多端口控制邏輯電路解決訪問的沖突問題。 ? 單微處理器 CNC的結(jié)構(gòu)是以微型計算機系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，微處理器和三總線結(jié)構(gòu)、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。 11．自診斷功能 ? 自診斷功能 ? —— CNC自動實現(xiàn)故障預(yù)報和故障定位的功能。 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。 ? 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(shè)定 ， 用 G00指令執(zhí)行快速 。 ? 聯(lián)動控制軸數(shù)越多， CNC系統(tǒng)就越復(fù)雜，編程也越困難。 ? 硬件是基礎(chǔ)，軟件是靈魂。 ? CNC數(shù)控機床由以下幾部分組成：加工程序、輸入 /輸出設(shè)備、 CNC裝置、可編程控制器（ PLC）、主軸驅(qū)動裝置、進給驅(qū)動裝置和機床。 ? 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。 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。 ? 主軸轉(zhuǎn)速 ——主軸轉(zhuǎn)速的控制功能 ， 單位為 r/min。 ? 如：主軸起停、主軸轉(zhuǎn)向、切削液的開關(guān)或刀庫的起停等。 ? 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(yīng) FMS、 CIMS、 IMS等制造系統(tǒng)集成的要求 。 ? ⑶ 結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)。 從實現(xiàn)功能的角度看 ， 軟件與硬件在邏輯上是等價的 。 ?實時性差 。 ?模塊間的關(guān)系復(fù)雜 ， 耦合度大 ， 不利于對系統(tǒng)的維護和擴充 。 ? ? 開始 讀取緩沖器中的字符 處理數(shù)字代碼 處理 N
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