【正文】 除了以上的三種系統(tǒng)，還有： ? 日本的 Mitsubishi（三菱）控制系統(tǒng) ? 美國(guó)的 ALLENBRADLEY（ AB）系統(tǒng) ? 西班牙的 FAGOR（發(fā)格）系統(tǒng) ? 美國(guó)的 CINCINNATI（辛辛那提）系統(tǒng) ? 日本的 OKUMA（大隈）系統(tǒng) ? 法國(guó)的 Num（紐目）系統(tǒng) ? 德國(guó)的 Heidenhain（海德漢）系統(tǒng) ? 德國(guó)的 DECKEK控制系統(tǒng) ? 意大利的 FIDIA系統(tǒng) ? 德國(guó)的 HELLER系統(tǒng)和美國(guó)的馬豪數(shù)控系統(tǒng)等。 ? （ 11）空運(yùn)行和圖形化程序校驗(yàn)功能，方便加工代碼的編制和檢驗(yàn)。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 數(shù)控系統(tǒng)基本原理 ? （ 6）具有小線段連續(xù)高速加工功能（ G64）和準(zhǔn)確定位功能（ G61），加減速控制采用 S曲線加減速。 ? 2． “ 世紀(jì)星 ” 系統(tǒng)功能主要特點(diǎn)如下： ? （ 1）編程語(yǔ)言采用國(guó)際通用的 G代碼編程，具有直線、圓弧、螺旋線插補(bǔ)功能，支持程序的旋轉(zhuǎn)、縮放、鏡像、刀具補(bǔ)償、宏程序、子程序調(diào)用、多種坐標(biāo)系設(shè)定等功能。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 ? （ 3）系統(tǒng)配置 （分辨率640 480象素），也可配 TFT彩色液晶顯示器（分辨率 640 480象素），畫面美觀、清晰、直觀。 SINUMERIK 802S/802C/802D采用SIMATIC S7200PLC指令集對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部 PLC進(jìn)行編程。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 ? 5． SINUMERIK 802系列 ? 20世紀(jì) 90年代后期， SIEMENS公司推出了 SINUMERIK 802系列數(shù)控系統(tǒng)。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 ? 3． SINUMERIK 810/820系列 ? SIEMENS公司于 20世紀(jì) 80年代中期推出，該系列產(chǎn)品分為 M、 T、 G型等。 ? 7． FS21/210系列 ? FS21/210系列是 FANUC公司最新推出的系統(tǒng)，該系統(tǒng)常用的數(shù)控系統(tǒng)型號(hào)有 FANUC 21iMA/MB、FANUC 21iTA/TB等。其中， 6M適用于數(shù)控銑、鏜床和加工中心； 6T適用于數(shù)控車床。 ? 7．常用插補(bǔ)法方法：逐點(diǎn)比較法的介紹 下一頁(yè) ? FANUC數(shù)控系統(tǒng)介紹 ? 日本 FANUC公司生產(chǎn)的 CNC產(chǎn)品主要有 FS0、 FSFS FS10/11/1 FS1 FS1 FS1FS21/210等系列。常用的數(shù)控系統(tǒng)型號(hào)有：FS0MA/MB/MEA/MC/MF用于加工中心、數(shù)控銑床和鏜床； ? FS0TA/TB/TEA/TC/TF用于數(shù)控車床； ? FS0TTA/TTB/ TTC用于一個(gè)主軸雙刀架或兩個(gè)主軸雙刀架的四軸數(shù)控車床； ? FS0GA/GB用于數(shù)控磨床； ? FS0用于回轉(zhuǎn)頭壓力機(jī)。 ? 5． FS16系列 ? FS16系列是功能上位于 FS15系列和 FS0系列之間的最數(shù)控系統(tǒng)，在作為控制用的 32位復(fù)合指令集計(jì)算機(jī) CISC（ Complex Instruction Set Computer）上又增加了32位精減指令集計(jì)算機(jī) RISC（ Reduced Instruction Set Computer）。 ? SINUMERIK 3系列數(shù)控系統(tǒng)主要由中央處理單元、存儲(chǔ)器模塊、操作面板接口、外部連接接口、 PLC中央處理單元、 PLC存儲(chǔ)模塊、編程器接口、邏輯模塊及各種輸入 /輸出模塊等組成。 ? 4． SINUMERIK 850/880系列 ? 20世紀(jì) 80年代后期， SIEMENS公司推出了SINUMERIK 850/880系列數(shù)控系統(tǒng)。 ? SINUMERIK 802D是數(shù)字式的數(shù)控系統(tǒng)，可控制最多 4個(gè)數(shù)字進(jìn)給軸和一個(gè)主軸。 ? （ 2） “ 世紀(jì)星 ” 系統(tǒng)有普及型（ HNC21）和功能型（ HNC22）兩個(gè)系列，可配 6個(gè)進(jìn)給軸，最大聯(lián)動(dòng)軸數(shù)為 6軸。 ? （ 6）面板包含標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控車、銑床操作按鈕和狀態(tài)指示燈，使用戶操作直觀明了。 ? （ 4）數(shù)控車床支持倒角（直角、圓角）、螺紋切削，螺紋切削具有多頭螺紋加工功能，并可加工變螺距螺紋。具有跟蹤誤差允差設(shè)定與報(bào)警功能，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)床實(shí)際坐標(biāo)，對(duì)機(jī)床的非正常運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行報(bào)警。數(shù)控車床系統(tǒng)支持多種對(duì)刀方式（相對(duì)刀偏和絕對(duì)刀偏），刀補(bǔ)具有圓弧半徑補(bǔ)償，滿足高精度加工的要求。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 數(shù)控系統(tǒng)的組成與基本原理 ? 計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的組成如 圖 27所示。計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)還可以用通訊的方式進(jìn)行信息的交換，這是實(shí)現(xiàn) CAD/CAM集成、 FMS和 CIMS的基本技術(shù)。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 數(shù)控系統(tǒng)的組成與基本原理 ? 4．伺服單元 ? 伺服單元分為主軸伺服和進(jìn)給伺服，分別用來(lái)控制主軸電動(dòng)機(jī)和進(jìn)給電動(dòng)機(jī)。 ? 當(dāng) PLC用于控制機(jī)床順序動(dòng)作時(shí)，稱為PMC(Programmable Machine Controller)模塊，它在數(shù)控裝置中接收來(lái)自操作面板，機(jī)床上的各行程開關(guān)，傳感器、按鈕、強(qiáng)電柜里的繼電器以及主軸控制，刀庫(kù)控制的有關(guān)信號(hào)，經(jīng)處理后輸出去控制相應(yīng)器件的運(yùn)行。于是，用一種 CNC 系統(tǒng)就可能滿足大部分?jǐn)?shù)控機(jī)床 (包括車床、銑床、加工中心、鉆鏜床等 ) 的要求，還能滿足某些別的設(shè)備應(yīng)用。 ? 另外，還可以備有數(shù)控軟件檢查程序，防止輸入非法數(shù)控程序或語(yǔ)句，這將給編程帶來(lái)許多方便。 ? 其特點(diǎn)是投資小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，但系統(tǒng)功能受CPU字長(zhǎng)、數(shù)據(jù)寬度、尋址能力和運(yùn)算速度等的限制，現(xiàn)已被多機(jī)系統(tǒng)的主從結(jié)構(gòu)所替代。 ? 大板式結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是 ： CNC裝置內(nèi)一般都有一塊大板，稱為主板。 數(shù)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) ? 如 圖 212所示是單機(jī)或主從結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖。 數(shù)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) ? 實(shí)現(xiàn) CNC系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)的條件是總線(BUS) 標(biāo)準(zhǔn)化。并根據(jù)其處理結(jié)果，向各功能模塊發(fā)出控制命令，傳送數(shù)據(jù)，使用戶的指令得以執(zhí)行。市場(chǎng)有 VGA卡等 ? 在數(shù)控系統(tǒng)中， CRT顯示是一個(gè)非常重要的功能，它是人機(jī)交流的重要媒介，它給用戶提供了一個(gè)直觀的操作環(huán)境，可使用戶能快速地熟悉適應(yīng)其操作過程。 數(shù)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) ? 4. 電子盤 (存儲(chǔ)模塊 ) ? ① 電子盤存儲(chǔ)內(nèi)容。 特點(diǎn)是只能讀出存放的數(shù)據(jù)，不能隨時(shí)修改數(shù)據(jù)。 這類器件有：E2PROM ； FLASH ；帶后備電池的 RAM 。 ? 數(shù)控機(jī)床的 “ 順序控制 ” 是指數(shù)控機(jī)床運(yùn)行中，以數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部和機(jī)床各行程開關(guān)、傳感器、按鈕、繼電器等開關(guān)量信號(hào)狀態(tài)為條件，并按預(yù)先規(guī)定的邏輯順序?qū)χT如主軸的啟停、換向，刀具的加緊、松開，液壓、冷卻、潤(rùn)滑系統(tǒng)的運(yùn)行等進(jìn)行控制。如 P63圖 219所示。 數(shù)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) ? 7. 功能接口模塊 ? 該模塊實(shí)現(xiàn)用戶特定功能要求的接口板，要求用戶向生產(chǎn)廠家定制，無(wú)需自己開發(fā)。 如 圖 226所示。在信息處理方面，軟件和硬件在邏輯上是等價(jià)的，有些由硬件能完成的工作原則上也能由軟件完成。 數(shù)控系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu) ? 1. 譯碼 ( 解釋 ) ? 譯碼程序的主要功能 是將用文本格式（通常用 ASCII 碼）表達(dá)的零件加工程序，以程序段為單位轉(zhuǎn)換成后續(xù)程序所要求的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（格式）。 ? 轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)存放在刀補(bǔ)緩沖區(qū)，以供后續(xù)程序使用。 ? 經(jīng)插補(bǔ)計(jì)算后的數(shù)據(jù)存放在運(yùn)行緩沖區(qū)中，以供位置控制程序之用。如 譯碼、刀補(bǔ)、速度預(yù)處理、插補(bǔ)處理、位置控制 等。 ? “ 資源分時(shí)共享 ” 的技術(shù)關(guān)鍵 （ 時(shí)間分配原則 ） ： 其一：各任務(wù)何時(shí)占用 CPU， 即任務(wù)的優(yōu)先級(jí)分配問題 。 數(shù)控系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu) ? ?1） 實(shí)時(shí)性任務(wù)的定義和分類 ? 實(shí)時(shí)性定義 : 任務(wù)的執(zhí)行有嚴(yán)格時(shí)間要求 （ 任務(wù)必須規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成或響應(yīng) ） ， 否則將導(dǎo)致執(zhí)行結(jié)果錯(cuò)誤或系統(tǒng)故障的特性 。 ? 在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí) ， 它們或被安排在背景程序中 ， 或根據(jù)重要性將其設(shè)置成不同的優(yōu)先級(jí) （ 級(jí)別較低 ） ， 再由系統(tǒng)調(diào)度程序?qū)λ鼈冞M(jìn)行合理的調(diào)度 。 ? 結(jié)構(gòu)模式的功能 ：組織和協(xié)調(diào)各個(gè)任務(wù)的執(zhí)行 ， 使之滿足一定的時(shí)序配合要求和邏輯關(guān)系 ， 以滿足數(shù)控系統(tǒng)的各種控制要求 。 在前臺(tái)和后臺(tái)程序內(nèi)無(wú)優(yōu)先等級(jí)、 也無(wú)搶占機(jī)制。 ?實(shí)時(shí)性好 。 ?在本模式中，設(shè)計(jì)者只須考慮模塊自身功能的實(shí)現(xiàn)，然后按規(guī)則掛到實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)上，而模塊間的調(diào)用關(guān)系、信息交換方式等功能都由實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而弱化了模塊間的耦合關(guān)系。 ? 數(shù)據(jù)處理主要包括 零件程序的輸入、譯碼、刀具補(bǔ)償和處理用緩沖區(qū) 等。通過了這些檢查之后，才可以把該程序段輸入到零件程序存儲(chǔ)器。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 數(shù)據(jù)處理 ? （ 2）控制點(diǎn)的選擇 ? 數(shù)控系統(tǒng)是把刀具作為一個(gè)動(dòng)點(diǎn)加以控制的，但刀具是有幾何形狀的固體，而且還存在一個(gè)安裝位置問題，所以要選擇一個(gè)控制點(diǎn)，而數(shù)控系統(tǒng)就是要控制這一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 數(shù)據(jù)處理 ? 用編譯的方式可以節(jié)省時(shí)間，可使加工控制時(shí)計(jì)算機(jī)不致太忙，并可在編譯的同時(shí)進(jìn)行語(yǔ)法檢查，但需要占用較大內(nèi)存； ? 用解釋方式，系統(tǒng)在運(yùn)行用戶程序之前通常也對(duì)用戶程序進(jìn)行掃描，進(jìn)行語(yǔ)法檢查，有錯(cuò)則報(bào)警，以免加工到中途再發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，造成工件報(bào)廢。若是尺寸代碼，將其后的數(shù)字串轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)，并存放于對(duì)應(yīng)的規(guī)定區(qū)域，數(shù)字串以空格或字母結(jié)束。 ? 自動(dòng)刀具半徑 /長(zhǎng)度和工件測(cè)量功能，需要配備專用的接觸式傳感器及激光測(cè)頭和信號(hào)接收器。可 避免在 加工中由于刀具半徑的變化 (如由于刀具損壞而換刀等原因 )而重新編程的麻煩。設(shè)置刀具半徑補(bǔ)償值。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 數(shù)據(jù)處理 ? （ 1） B功能刀具半徑補(bǔ)償 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 刀具半徑補(bǔ)償?shù)某Ｓ梅椒ǎ? ? B刀補(bǔ)的特點(diǎn)是：刀具中心軌跡的段間連接都是以 圓弧 進(jìn)行的。 特點(diǎn)： 尖角工藝性好 可實(shí)現(xiàn)過切自動(dòng)預(yù)報(bào) (在內(nèi)輪廓加工時(shí) ) ，從而避免產(chǎn)生過切。 ?如圖示 243所示。讓刀具移動(dòng)來(lái)使補(bǔ)償有效，此時(shí)刀具中心軌跡始終偏離程序軌跡一個(gè)設(shè)定的距離。 ? 減少粗、精加工程序編制的工作量 。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 數(shù)據(jù)處理 ? 在數(shù)控加工中有 3種補(bǔ)償： ? 刀具半徑補(bǔ)償 ? 刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償 ? 夾具偏置補(bǔ)償。如 圖 239所示為譯碼程序流程圖。 數(shù)據(jù)處理 ? 譯碼過程： ? 在數(shù)控系統(tǒng)中，用戶程序一般都先讀入內(nèi)存存放。而數(shù)控車床則有所不同，經(jīng)常選擇的控制點(diǎn)為安裝刀具的刀架中心，這就造成數(shù)控車床控制始終要有刀具半徑補(bǔ)償和刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償。 ? 系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)從零件程序存儲(chǔ)器中讀取程序進(jìn)行譯碼處理的過程如 圖 238（ a） 所示，紙帶工作方式時(shí)的傳送過程如 圖 238（ b） 所示。輸入大都采用中斷方式，系統(tǒng)程序中有中斷服務(wù)程序。 ?在本模式中，系統(tǒng)功能的擴(kuò)充或修改，只須將編寫好的任務(wù)模塊（模塊程序加上任務(wù)控制塊（ TCB）），掛到實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)上（按要求進(jìn)行編譯）即可。 ?模塊間的關(guān)系復(fù)雜 ， 耦合度大 ， 不利于對(duì)系統(tǒng)的維護(hù)和擴(kuò)充 。 早期的數(shù)控系統(tǒng)大都采用這種結(jié)構(gòu) 。 數(shù)控系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu) ? 該模式將數(shù)控系統(tǒng)軟件劃分成兩部分： ? 前臺(tái)程序 : 主要完成插補(bǔ)運(yùn)算 、 位置控制 、 故障診斷等實(shí)時(shí)性很強(qiáng)的任務(wù) ， 它是一個(gè)實(shí)時(shí)中斷服務(wù)程序 。 數(shù)控系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu) ? ② 優(yōu)先搶占調(diào)度機(jī)制 ? 多任務(wù)系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度方法： ? 循環(huán)調(diào)度法 ? 簡(jiǎn)單循環(huán)調(diào)度法 ? 時(shí)間片 輪換 調(diào)度法 ? 優(yōu)先調(diào)度法 ? 搶占式優(yōu)先調(diào)度法 ? 非搶占式優(yōu)先調(diào)度法 數(shù)控系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu) ? 優(yōu)先搶占機(jī)制是一種基于實(shí)時(shí)中斷技術(shù)的任務(wù)調(diào)度機(jī)制。 主要包括故障中斷 (急停 ， 機(jī)械限位 、 硬件故障等 )、 機(jī)床PLC中斷 、 硬件 （ 按鍵 ） 操作中斷 等 。 數(shù)控系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu) ? 一般在單機(jī)系統(tǒng)中，采用 循環(huán)調(diào)度 和 優(yōu)先級(jí)搶占調(diào)度 相結(jié)合來(lái)解決時(shí)間分配問題。 圖 231 多任務(wù)并行處理關(guān)系 數(shù)控系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu) ? 比如： P73 數(shù)控系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu) ?（ 2） 基于并行處理的多任務(wù)調(diào)度技術(shù) ? 并行處理定義： ? 系統(tǒng)在 同一時(shí)間間隔 或 同一時(shí)刻 內(nèi)完成兩個(gè)或兩個(gè)以上任務(wù)處理的方法 。 數(shù)控系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu) ? ?位置控制處理主要進(jìn)行各進(jìn)給軸跟隨誤差（ △ X3 ，△ Y3）的計(jì)算，并進(jìn)行調(diào)節(jié)處理，其輸出為位移速度控制指令（ VX ，VY）。 數(shù)控系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu) ?速度處理程序主要完成以下幾步計(jì)算 ： ? ⑴計(jì)算本段總位移量： ?直線 ：合成位移量 L； ?圓弧 ：總角位移量 α。它主要包括： X、 Y、 Z等坐標(biāo)值；進(jìn)給速度；主軸轉(zhuǎn)速； G代碼； M代碼；刀具號(hào)；子程序處理和循環(huán)調(diào)用