【正文】 其算法簡單、容易實現(xiàn)。 ? 刀具半徑誤差補償 ，由于刀具的磨損或因換刀引起的刀具半徑的變化，也不必重新編程，只須修改相應的偏置參數(shù)即可。處理完一個地址字后繼續(xù)往后讀，放棄地址之間的空格，讀下一字符，處理其后的數(shù)據(jù)，直到讀到 LF字符為止，即翻譯完一段程序。 ? 在數(shù)控銑床控制中，主平面（ XY）常以刀具的中心為控制點， Z方向則常為刀具的最前端。 ? 零件程序的輸入 ? 零件程序的輸入一般通過紙帶閱讀機、磁帶機及 MDI鍵盤或通信方式進行。 由于中斷級別較多 （ 最多可達 8級 ） ， 強實時性任務可安排在優(yōu)先級較高的中斷服務程序中 。 數(shù)控系統(tǒng)的軟件結構 ? 目前，數(shù)控系統(tǒng)軟件的結構模式有： ?前后臺型結構模式； ?中斷型結構模式； ?基于實時操作系統(tǒng)的結構模式。 ? 實時性任務分兩類 : ? 強實時性任務 實時突發(fā)性任務；實時周期性任務 ? 弱實時性任務 數(shù)控系統(tǒng)的軟件結構 ? 強實時性任務 ?實時突發(fā)性任務： ? 特點：任務的發(fā)生具有隨機性和突發(fā)性 ， 是一種異步中斷事件 ， 有很強的實時性要求 。 數(shù)控系統(tǒng)的軟件結構 ?數(shù)控系統(tǒng)的任務并非順序處理，而是要求多任務并行處理： 為了保證控制的連續(xù)性和各任務執(zhí)行的 時序配合 要求， CNC系統(tǒng)的任務必須采用并行處理，而不能逐一處理 。 數(shù)控系統(tǒng)的軟件結構 ? 3. 速度預處理 （ 插補預處理） ? 速度預處理 主要功能是： 根據(jù)加工程序給定的進給速度，計算在每個插補周期內(nèi)的合成移動量，供插補程序使用。 數(shù)控系統(tǒng)的軟件結構 ? 但是，硬件和軟件在實現(xiàn)這些功能時各有不同的特點： ? ，但靈活性差，實現(xiàn)復雜控制的功能困難。如： 仿形控制器接口；激光加工焦點自動跟蹤器接口；刀具監(jiān)控系統(tǒng)中的信號采集器接口板。 ? PLC模塊：數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)順序控制的模塊。用于固化調(diào)試通過了的系統(tǒng)軟件和系統(tǒng)固有的參數(shù)。 ? 顯示卡的主要作用： 接收來自 CPU的控制命令和顯示用的數(shù)據(jù)，經(jīng)與 CRT的掃描信號調(diào)制后，產(chǎn)生 CRT顯示器所需要的視頻信號，在 CRT上產(chǎn)生所需要的畫面。采用模塊化結構時，CNC系統(tǒng)設計工作則可歸結為功能模塊的合理選用。主板上裝有主 CPU和各軸的位置控制電路等，其他相關子板，如 ROM板、 RAM板和 PLC板都插在主板上面。 ? 有的 CNC系統(tǒng)還有對話編程、藍圖編程，使程序編制簡便，不需很高水平的專業(yè)編程人員。 上一頁 下一頁 返回 數(shù)控系統(tǒng)的組成與基本原理 ? 數(shù)控系統(tǒng)的特點 ? 靈活性 ? 這是數(shù)控系統(tǒng)的突出優(yōu)點。 上一頁 下一頁 返回 數(shù)控系統(tǒng)的組成與基本原理 ? 通常采用的通訊方式有： ? （ 1）串行通訊（ RS232等串行通訊接口）。 ? （ 15）支持指定程序行加工、任意程序行加工和程序跳段功能，加工代碼的控制更加方便、靈活。數(shù)控銑床既支持柔性攻絲也支持剛性攻絲，剛性攻絲的使用提高了加工效率 , 保證螺紋精度。進給軸控制接口類型有脈沖、模擬、串口等多種類型，可連接多種伺服電機和步進電機。該系列產(chǎn)品適用于高度自動化水平的機床及柔性制造系統(tǒng)，有 850M、 850T、 880M和 880T等規(guī)格。 FS16系列采用高速 32位 FANUC BUS和TFT彩色液晶薄型顯示器等新技術。第 2章 數(shù)控機床的數(shù)控系統(tǒng) 本章主要內(nèi)容 ? 典型數(shù)控系統(tǒng)介紹 ? 數(shù)控系統(tǒng)的組成與基本原理 ? 數(shù)控系統(tǒng)的硬件結構 ? 數(shù)控系統(tǒng)的軟件結構 ? 數(shù)據(jù)處理 ? 數(shù)控系統(tǒng)的插補原理 ? 逐點比較法 本章知識點 ? 1．典型數(shù)控系統(tǒng)： FANUC、 SIEMENS和 HNC 21的簡介 ? 2．數(shù)控系統(tǒng)的組成與基本原理 ? 3．數(shù)控系統(tǒng)軟件的特點與結構模式 ? 4．零件程序的輸入、譯碼、刀具補償和處理用緩沖 區(qū)等數(shù)據(jù)處理 ? 5. 可編程控制器（ PLC）的相關知識 ? 6．數(shù)控系統(tǒng)的插補原理與插補方法。 上一頁 下一頁 返回 ? 6． FS18系列 ? FS18系列是緊接著 FS16系列推出的 32位數(shù)控系統(tǒng)，在功能上也是位于 FS15系列和 FS0系列之間，但低于FS16系列。 SINUMERIK 850/880最多可控制 30個主、輔坐標軸和 6個主軸，可實現(xiàn) 16個工位聯(lián)動控制。既可用作半閉環(huán)、閉環(huán)控制，也可用作開環(huán)控制。 ? （ 5）支持恒線速度切削功能，根據(jù)刀尖的位置自動變化主軸速度，使切削線速度保持恒定，以滿足工件加工的工藝要求，大大提高精加工面粗糙度，延長刀具的使用壽命。 ? （ 16）提供二次開發(fā)接口，可按用戶要求定制控制系統(tǒng)的功能，適合專用機床控制系統(tǒng)的開發(fā)。 ? （ 2）自動控制專用接口和規(guī)范（ DNC和 MAP等）。對于數(shù)控系統(tǒng)，只要改變相應的控制程序就可以補充和開發(fā)新的功能，并不必制造新的硬件。 數(shù)控系統(tǒng)的組成與基本原理 ? 數(shù)控系統(tǒng)的基本原理 ? CNC系統(tǒng)的生產(chǎn)廠家編制好 CNC控制軟件（也稱為系統(tǒng)程序）后，都要把它固化在 ROM（ EPROM） （ Erasable Programmable ROM，可擦除可編程ROM） 中，系統(tǒng)接上電源后即自動由 CPU按照此固化的程序運行。大板式結構的 CNC裝置結構緊湊、體積小、可靠性高、價格低、有很高的性能價格比。 ? 下面從功能方面討論一下圖 212所示數(shù)控系統(tǒng)中各硬件模塊的作用。 數(shù)控系統(tǒng)的硬件結構 ? 3. 輸入 /輸出模塊 ( 多功能卡 ) ? 它是數(shù)控系統(tǒng)與外界進行數(shù)據(jù)和信息交換的接口板，即數(shù)控系統(tǒng)通過該接口可以從輸入設備獲取數(shù)據(jù)，也可以將數(shù)控裝置中的數(shù)據(jù)送給輸出設備。 ? 易失性隨機讀寫存儲元件 （ RAM）。 數(shù)控系統(tǒng)的硬件結構 ? 從 P63圖 219可以看出 PLC 模塊的作用： ? 接收來自操作面板、機床上的各行程開關、傳感器、按鈕、強電柜里的繼電器以及主軸控制、刀庫控制的有關信號，經(jīng)處理后輸出去控制相應器件的運行。 數(shù)控系統(tǒng)的硬件結構 ? 多主結構數(shù)控系統(tǒng)的硬件簡介 ? 多主 CPU 結構中，有兩個或兩個以上的 CPU 部件，部件之間采用緊耦合，有集中的操作系統(tǒng)，通過總線 仲裁器 ( 由硬件和軟件組成 ) 來解決總線爭用問題，通過公共存儲器來進行信息交換。 ? ，適應性強，但處理速度相對較慢。 數(shù)控系統(tǒng)的軟件結構 ?速度處理程序主要完成以下幾步計算 ： ? ⑴計算本段總位移量： ?直線 ：合成位移量 L； ?圓弧 ：總角位移量 α。 圖 231 多任務并行處理關系 數(shù)控系統(tǒng)的軟件結構 ? 比如： P73 數(shù)控系統(tǒng)的軟件結構 ?（ 2） 基于并行處理的多任務調(diào)度技術 ? 并行處理定義： ? 系統(tǒng)在 同一時間間隔 或 同一時刻 內(nèi)完成兩個或兩個以上任務處理的方法 。 主要包括故障中斷 (急停 ， 機械限位 、 硬件故障等 )、 機床PLC中斷 、 硬件 （ 按鍵 ） 操作中斷 等 。 數(shù)控系統(tǒng)的軟件結構 ? 該模式將數(shù)控系統(tǒng)軟件劃分成兩部分： ? 前臺程序 : 主要完成插補運算 、 位置控制 、 故障診斷等實時性很強的任務 ， 它是一個實時中斷服務程序 。 ?模塊間的關系復雜 ， 耦合度大 ， 不利于對系統(tǒng)的維護和擴充 。輸入大都采用中斷方式，系統(tǒng)程序中有中斷服務程序。而數(shù)控車床則有所不同，經(jīng)常選擇的控制點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償和刀具長度補償。如 圖 239所示為譯碼程序流程圖。 ? 減少粗、精加工程序編制的工作量 。 ?如圖示 243所示。 上一頁 下一頁 返回 數(shù)據(jù)處理 ? （ 1） B功能刀具半徑補償 上一頁 下一頁 返回 刀具半徑補償?shù)某Ｓ梅椒ǎ? ? B刀補的特點是：刀具中心軌跡的段間連接都是以 圓弧 進行的?？?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。若是尺寸代碼，將其后的數(shù)字串轉換為二進制數(shù)，并存放于對應的規(guī)定區(qū)域，數(shù)字串以空格或字母結束。 上一頁 下一頁 返回 數(shù)據(jù)處理 ? （ 2）控制點的選擇 ? 數(shù)控系統(tǒng)是把刀具作為一個動點加以控制的，但刀具是有幾何形狀的固體，而且還存在一個安裝位置問題，所以要選擇一個控制點，而數(shù)控系統(tǒng)就是要控制這一點的運動。 ? 數(shù)據(jù)處理主要包括 零件程序的輸入、譯碼、刀具補償和處理用緩沖區(qū) 等。 ?實時性好 。 ? 結構模式的功能 ：組織和協(xié)調(diào)各個任務的執(zhí)行 ， 使之滿足一定的時序配合要求和邏輯關系 ， 以滿足數(shù)控系統(tǒng)的各種控制要求 。 數(shù)控系統(tǒng)的軟件結構 ? ?1） 實時性任務的定義和分類 ? 實時性定義 : 任務的執(zhí)行有嚴格時間要求 （ 任務必須規(guī)定時間內(nèi)完成或響應 ） ， 否則將導致執(zhí)行結果錯誤或系統(tǒng)故障的特性 。如 譯碼、刀補、速度預處理、插補處理、位置控制 等。 ? 轉換后的數(shù)據(jù)存放在刀補緩沖區(qū)，以供后續(xù)程序使用。在信息處理方面，軟件和硬件在邏輯上是等價的，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)的硬件結構 ? 7. 功能接口模塊 ? 該模塊實現(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，無需自己開發(fā)。 ? 數(shù)控機床的 “ 順序控制 ” 是指數(shù)控機床運行中，以數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部和機床各行程開關、傳感器、按鈕、繼電器等開關量信號狀態(tài)為條件，并按預先規(guī)定的邏輯順序對諸如主軸的啟停、換向，刀具的加緊、松開，液壓、冷卻、潤滑系統(tǒng)的運行等進行控制。 特點是只能讀出存放的數(shù)據(jù)，不能隨時修改數(shù)據(jù)。市場有 VGA卡等 ? 在數(shù)控系統(tǒng)中， CRT顯示是一個非常重要的功能，它是人機交流的重要媒介，它給用戶提供了一個直觀的操作環(huán)境，可使用戶能快速地熟悉適應其操作過程。 數(shù)控系統(tǒng)的硬件結構 ? 實現(xiàn) CNC系統(tǒng)模塊化設計的條件是總線(BUS) 標準化。 ? 大板式結構的特點是 ： CNC裝置內(nèi)一般都有一塊大板，稱為主板。 ? 另外，還可以備有數(shù)控軟件檢查程序，防止輸入非法數(shù)控程序或語句，這將給編程帶來許多方便。 ? 當 PLC用于控制機床順序動作時，稱為PMC(Programmable Machine Controller)模塊，它在數(shù)控裝置中接收來自操作面板，機床上的各行程開關，傳感器、按鈕、強電柜里的繼電器以及主軸控制，刀庫控制的有關信號，經(jīng)處理后輸出去控制相應器件的運行。計算機數(shù)控系統(tǒng)還可以用通訊的方式進行信息的交換，這是實現(xiàn) CAD/CAM集成、 FMS和 CIMS的基本技術。數(shù)控車床系統(tǒng)支持多種對刀方式（相對刀偏和絕對刀偏），刀補具有圓弧半徑補償，滿足高精度加工的要求。 ? （ 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。 ? （ 2） “ 世紀星 ” 系統(tǒng)有普及型（ HNC21）和功能型（ HNC22）兩個系列，可配 6個進給軸，最大聯(lián)動軸數(shù)為 6軸。 ? 4． SINUMERIK 850/880系列 ? 20世紀 80年代后期， SIEMENS公司推出了SINUMERIK 850/880系列數(shù)控系統(tǒng)。 ? 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位復合指令集計算機 CISC（ Complex Instruction Set Computer）上又增加了32位精減指令集計算機 RISC（ Reduced Instruction Set Computer）。 ? 7．常用插補法方法：逐點比較法的介紹 下一頁 ? 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。 ? 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)型號有 FANUC 21iMA/MB、FANUC 21iTA/TB等。 上一頁 下一頁 返回 ? 5． SINUMERIK 802系列 ? 20世紀 90年代后期， SIEMENS公司推出了 SINUMERIK 802系列數(shù)控系統(tǒng)。 上一頁 下一頁 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。 上一頁 下一頁 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）和準確定位功能（ G61），加減速控制采用 S曲線加減速。 上一頁 下一頁