計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)(2)(完整版)
【正文】 刀具補(bǔ)償 速度處理 位置控制 插 補(bǔ) ⑵ 前后臺(tái)型軟件結(jié)構(gòu) 前臺(tái)程序 故障處理 位置控制 插補(bǔ)運(yùn)算 …… 后臺(tái)程序 譯 碼 刀補(bǔ)處理 速度預(yù)處理 輸入 /輸出 顯示 中斷執(zhí)行 循環(huán)執(zhí)行 前后臺(tái)程序運(yùn)行關(guān)系圖 前后臺(tái)型結(jié)構(gòu)模式的特點(diǎn) ?任務(wù)調(diào)度機(jī)制 : 優(yōu)先搶占調(diào)度和循環(huán)調(diào)度 。 ? 共享存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu) ? 在這種多微處理器結(jié)構(gòu)，采用多端口存儲(chǔ)器來實(shí)現(xiàn)各微處理器之間的互連和通信，每個(gè)端口都配有一套數(shù)據(jù)、地址、控制線，以供端口訪問。這種系統(tǒng)硬件和軟件結(jié)構(gòu)都比較簡(jiǎn)單。 10．字符和圖形顯示功能 ? 人機(jī)對(duì)話功能 ? 在 CNC裝置中這類功能有： ? 菜單結(jié)構(gòu)操作界面； ? 零件加工程序的編輯環(huán)境； ? 系統(tǒng)和機(jī)床參數(shù) 、 狀態(tài) 、 故障信息的顯示 、查詢或修改畫面等 。 ? 主軸修調(diào)率 ——人工實(shí)時(shí)修調(diào)預(yù)先設(shè)定的主軸轉(zhuǎn)速。 ? 同步進(jìn)給速度 —— 實(shí)現(xiàn)切削速度和進(jìn)給速度的同步 ，單位為 mm/r。 ? CNC的進(jìn)給軸分類： ? 移動(dòng)軸（ X、 Y、 Z）和回轉(zhuǎn)軸（ A、 B、C）； ? 基本軸和附加軸（ U、 V、 W）。 CNC的工作是在硬件的支持下，由軟件來實(shí)現(xiàn)部分或大部分?jǐn)?shù)控功能。 CNC數(shù)控機(jī)床的組成框圖 加工程序 輸入 /輸出 設(shè)備 C N C 裝 置 可編程 控制器 主軸驅(qū) 動(dòng)裝置 進(jìn)給驅(qū) 動(dòng)裝置 機(jī) 床 機(jī)床 I/O 電路和裝置測(cè)量裝置主軸驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置主軸伺服單元進(jìn)給伺服單元計(jì)算機(jī)數(shù) 控裝 置操作面板 PL C計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)機(jī) 床輔助控制機(jī)構(gòu)進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)鍵盤輸入輸出設(shè)備 CNC數(shù)控機(jī)床的組成 二、 CNC的組成 ? 從自動(dòng)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(zhì)上是以多執(zhí)行部件 (各運(yùn)動(dòng)軸 )的位移量、速度為控制對(duì)象并使其協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，是一種配有專用操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。數(shù)控裝置的功能包括基本功能和選擇功能。 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(shí)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。 ? 恒線速度控制 ——刀具切削點(diǎn)的切削速度為恒速的控制功能 。 9．補(bǔ)償功能 ? 補(bǔ)償功能 ? 刀具半徑和長(zhǎng)度補(bǔ)償功能： 實(shí)現(xiàn)按零件輪廓編制的程序控制刀具中心軌跡的功能 。 13．程序編制功能 ? 手工編程 ? 背景（后臺(tái)）編程 ? 自動(dòng)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(shè)計(jì)，并可以通過網(wǎng)絡(luò)直接傳給機(jī)床進(jìn)行加工。 CNC ?⑴ 多微處理器 CNC的優(yōu)點(diǎn) ?① 較高的性價(jià)比； ?② 適應(yīng)能力強(qiáng)； ?③ 可靠性高； ?④ 易于組織規(guī)?；a(chǎn)。 ? 特點(diǎn)： ? 硬件處理速度快，但靈活性差，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制的功能困難。 在前臺(tái)和后臺(tái)程序內(nèi)無優(yōu)先級(jí)等級(jí) 、 也無搶占機(jī)制 。 80～ 90年代初的 CNC系統(tǒng)大多采用這種結(jié)構(gòu) 。 ? 種類： 長(zhǎng)度補(bǔ)償和半徑補(bǔ)償。 ? 插補(bǔ)程序的實(shí)時(shí)性 。 ?處理后的數(shù)據(jù)仍在 PLC的 RAM中，同時(shí)傳送到 CNC裝置的RAM中。 ?獨(dú)立型 （ Standalone Type） PLC ，或稱為 “ 通用型 ” PLC它是適應(yīng)范圍較廣、功能齊全、通用化程度較高的 PLC。 ① 內(nèi)裝型 PLC NC PLC I/O 電路 伺服驅(qū)動(dòng)單元 主軸驅(qū)動(dòng)單元 強(qiáng)電電路 機(jī)床操作面板 MDI/CR面板 進(jìn)給電動(dòng)機(jī) 主軸電動(dòng)機(jī) 輔助動(dòng)作 換 刀 冷 卻 排 屑 內(nèi)裝型 PLC結(jié)構(gòu)框圖 CNC裝置 ② 獨(dú)立型 PLC ? 此類是由專業(yè)化生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的 PLC產(chǎn)品來實(shí)現(xiàn)順序控制，稱為獨(dú)立型（ Standalone Type） PLC ，或稱為“ 通用型 ” PLC。 ? 2．?dāng)?shù)控機(jī)床的輔助功能的控制 ? 就是數(shù)控機(jī)床的冷卻、潤滑的啟停；控制工件和機(jī)床部件的松開、夾緊；控制分度工作臺(tái)的轉(zhuǎn)位等。 四、開放式 CNC的發(fā)展 ? 國內(nèi)外開放式數(shù)控系統(tǒng)的研究進(jìn)展 ? 美國： NGC(The Next Generation Workstation/Machine Controller)和 OMAC(Open Modular Architecture Controller)計(jì)劃 ? 歐共體： OSACA（ Open System Architecture for Control within Automation Systems)計(jì)劃 ? 日本： OSEC(Open System Environment for Controller)計(jì)劃 ? 華中 I型 ——基于 IPC的 CNC開放體系結(jié)構(gòu) ? 航天 I型 CNC系統(tǒng) ——基于 PC的多機(jī) CNC開放體系結(jié)構(gòu) 思 考 題 1. 什么是單微處理器結(jié)構(gòu)？ 2. 多微處理器有哪些功能模塊，各功能模塊的作用是什么？ 3. 什么是譯碼？ 4. CNC系統(tǒng)中的 PLC有哪些特點(diǎn)？ 5. 目前 PCNC的構(gòu)成方式有幾種？ 本章結(jié)束 ！ 請(qǐng)各位同學(xué) 認(rèn)真復(fù)習(xí)本章內(nèi)容！ 。 ? 輔助功能的控制還可以由 PLC來完成。在數(shù)控機(jī)床選用獨(dú)立型 PLC時(shí)，主要考慮能滿足以下要求：輸入 /輸出信號(hào)接口技術(shù)規(guī)范、輸入 /輸出點(diǎn)數(shù)、程序存儲(chǔ)容量以及運(yùn)算和控制功能等。 ① 內(nèi)裝型 PLC ? 此類是 CNC系統(tǒng)的生產(chǎn)廠家為實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的順序控制，而將 CNC和 PLC綜合起來設(shè)計(jì)，稱為內(nèi)裝
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