計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)(2)(參考版)
2025-05-14 16:15本頁(yè)面
【正文】 四、開(kāi)放式 CNC的發(fā)展 ? 國(guó)內(nèi)外開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的研究進(jìn)展 ? 美國(guó)： 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(kāi)放體系結(jié)構(gòu) ? 航天 I型 CNC系統(tǒng) ——基于 PC的多機(jī) CNC開(kāi)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！ 。 ? 上面幾種基本結(jié)構(gòu)各有特點(diǎn)。它是指在機(jī)械加工專用的 CNC中，引入 PC所具有的開(kāi)放特性和文化，達(dá)到 CNC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制造的開(kāi)放性、通用性和模塊化。 ? 輔助功能的控制還可以由 PLC來(lái)完成。 ? 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(rùn)滑的啟停；控制工件和機(jī)床部件的松開(kāi)、夾緊；控制分度工作臺(tái)的轉(zhuǎn)位等。 獨(dú)立型 PLC結(jié)構(gòu)框圖 NC PLC 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/CRT面板 伺服電動(dòng)機(jī) 主軸電動(dòng)機(jī) 輔助動(dòng)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(jī)床的輔助功能 ? 1．?dāng)?shù)控機(jī)床的輔助功能 ? 是指數(shù)控機(jī)床的冷卻、潤(rùn)滑、轉(zhuǎn)位和夾緊等功能。獨(dú)立型 PLC與 CNC裝置之間是通過(guò)輸入 /輸出接口連接的。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 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(lái)實(shí)現(xiàn)順序控制，稱為獨(dú)立型（ Standalone Type） PLC ，或稱為“ 通用型 ” PLC。 ? 由于 CNC裝置的功能和 PLC的功能在設(shè)計(jì)時(shí)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(shí)用，性能價(jià)格比高，適用于類型變化不大的數(shù)控機(jī)床。這種類型的 PLC一般不能獨(dú)立工作，它是 CNC裝置的一個(gè)功能模塊，是 CNC裝置功能的擴(kuò)展，兩者是不能分離的。 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(lái)設(shè)計(jì)，稱為內(nèi)裝型（ Builtin Type） PLC（或稱集成式、內(nèi)含式）。 ?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。 ⑵ 數(shù)控機(jī)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）。 ? PLC ? 機(jī)床的信號(hào) ：主要是控制機(jī)床執(zhí)行件的執(zhí)行信號(hào)，如電磁鐵、接觸器、繼電器的動(dòng)作信號(hào)以及確保機(jī)床各運(yùn)動(dòng)部件狀態(tài)的信號(hào)及故障指示。 ? 對(duì)于獨(dú)立型 PLC，輸入的第一步，數(shù)據(jù)通過(guò) PLC的輸入接口送到PLC的 RAM中，然后進(jìn)行上述的第 2步，以下均相同。 ?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。 機(jī)床 → CNC裝置 對(duì)于內(nèi)裝型 PLC，信號(hào)傳送處理如下： ?從機(jī)床輸入開(kāi)關(guān)量數(shù)據(jù) ?CNC裝置的 RAM ? PLC的 RAM。 ?PLC 軟件對(duì)其 RAM中的數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯運(yùn)算處理。伺服周期可以等于插補(bǔ)周期，也可以是插補(bǔ)周期的整數(shù)分之一。 ? 插補(bǔ)程序的實(shí)時(shí)性 。 時(shí)鐘中斷法 用軟件控制每個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)的插補(bǔ)次數(shù) ， 達(dá)到速度控制的目的 。 開(kāi)環(huán)系統(tǒng)進(jìn)給速度的計(jì)算 VS 脈沖的頻率決定進(jìn)給速度 。 ? 速度計(jì)算的方法是根據(jù)程編的 F值來(lái)確定該頻率值。 ? 種類： 長(zhǎng)度補(bǔ)償和半徑補(bǔ)償。 ? 2）保留字符格式的整理與存放。 ? 內(nèi)容： 整理和存放。在譯碼過(guò)程中，還要完成對(duì)程序段的語(yǔ)法檢查，若發(fā)現(xiàn)語(yǔ)法錯(cuò)誤立即報(bào)警。 80～ 90年代初的 CNC系統(tǒng)大多采用這種結(jié)構(gòu) 。 由于中斷級(jí)別較多 （ 最多可達(dá) 8級(jí) ） ， 強(qiáng)實(shí)時(shí)性任務(wù)可安排在優(yōu)先級(jí)較高的中斷服務(wù)程序中 。 ?信息交換： 緩沖區(qū) 。 早期的 CNC系統(tǒng)大都采用這種結(jié)構(gòu) 。 在前臺(tái)和后臺(tái)程序內(nèi)無(wú)優(yōu)先級(jí)等級(jí) 、 也無(wú)搶占機(jī)制 。 前臺(tái)和后臺(tái)程序之間以及內(nèi)部各子任務(wù)之間的 。 前臺(tái)程序的調(diào)度是優(yōu)先搶占式的；前臺(tái)和后臺(tái)程序內(nèi)部各子任務(wù)采用的是順序調(diào)度 。 ? 軟件、硬件實(shí)現(xiàn)功能的分配就是 ——軟件硬件功能界面劃分。 ? 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。 共享總線結(jié)構(gòu)框圖 CNC管理 模塊（ CPU） 主存儲(chǔ)器 模 塊 操作面板 顯示模塊 CNC插補(bǔ) 模塊（ C
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