計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)(3)-展示頁
2025-05-26 22:27本頁面
【正文】 ? 第六節(jié) 開放式 CNC 第一節(jié) 概 述 ? 一、 CNC數(shù)控機(jī)床 ? CNC是數(shù)控機(jī)床的核心。 ? CNC數(shù)控機(jī)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(dòng)裝置、進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置和機(jī)床。 ? 從外部特征來看， CNC系統(tǒng)是由 硬件（通用硬件和專用硬件）和軟件（專用） 兩大部分組成的。 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系統(tǒng)平臺 硬 件 操作系統(tǒng) 管理軟件 應(yīng)用軟件 控制軟件 數(shù)控加工程序 接 口 被控設(shè)備 機(jī) 床 機(jī)器人 測量機(jī) ...... CNC裝置的組成 硬 件操作系統(tǒng)管理軟件應(yīng)用軟件 控制軟件數(shù)控加工程序接 口被控設(shè)備機(jī) 床硬 件操作系統(tǒng)管理軟件應(yīng)用軟件 控制軟件數(shù)控加工程序接 口被控設(shè)備機(jī) 床硬件操作系統(tǒng)管理軟件應(yīng)用軟件 控制軟件數(shù)控加工程序接 口被控設(shè)備機(jī) 床? 該平臺有以下兩方面的含義： ? 提供 CNC系統(tǒng)基本配置的必備功能； ? 在平臺上可以根據(jù)用戶的要求進(jìn)行功能設(shè)計(jì)和開發(fā)。 ? 包括： ? 1．加工程序的輸入 ? 2．譯碼 ? 3．刀具補(bǔ)償 ? 4．對進(jìn)給速度進(jìn)行處理 ? 5．插補(bǔ) ?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(jī)床控制要求的方法和手段。 ? 基本功能 ——數(shù)控系統(tǒng)基本配置的功能 ， 即必備功能； ?選擇功能 ——用戶可根據(jù)實(shí)際要求選擇的功能 。 ? 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）。 2．點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)與移動(dòng)功能 (G功能 ) 準(zhǔn)備功能 （ G功能 ） —— 指令機(jī)床動(dòng)作方式的功能 。 3．插補(bǔ)功能 ? 插補(bǔ)功能 ? —— 插補(bǔ)功能 是數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)零件輪廓 (平面或空間 )加工軌跡運(yùn)算的功能。 5．進(jìn)給功能 (F功能 ) ? 進(jìn)給功能 ? —— 進(jìn)給速度的控制功能。 ? 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。 ? 進(jìn)給倍率 （ 進(jìn)給修調(diào)率 ） ——人工實(shí)時(shí)修調(diào)預(yù)先給定的進(jìn)給速度 。 ? 主軸轉(zhuǎn)速 ——主軸轉(zhuǎn)速的控制功能 ， 單位為 r/min。 ? 主軸定向控制 ——主軸周向定位于特定位置控制的功能。 ? 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。 ? 刀具幾何尺寸 （ 半徑和長度 ） ， 供刀具補(bǔ)償功能使用； ? 刀具壽命是指時(shí)間壽命 ， 當(dāng)?shù)毒邏勖狡跁r(shí) ，CNC系統(tǒng)將提示用戶更換刀具； ? CNC系統(tǒng)都具有刀具號 （ T） 管理功能 ， 用于標(biāo)識刀庫中的刀具和自動(dòng)選擇加工刀具 。 ? 如：主軸起停、主軸轉(zhuǎn)向、切削液的開關(guān)或刀庫的起停等。 ? 傳動(dòng)鏈誤差： 包括螺距誤差補(bǔ)償和反向間隙誤差補(bǔ)償功能 。 10．字符和圖形顯示功能 ? 人機(jī)對話功能 ? 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 。 ? 開機(jī)自診斷； ? 在線自診斷； ? 離線自診斷； ? 遠(yuǎn)程通訊診斷 。 ? RS232C接口，可傳送零件加工程序， ? DNC接口 ， 可實(shí)現(xiàn)直接數(shù)控 ， ? MAP(制造自動(dòng)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 。 五、 CNC的特點(diǎn) ?1．具有比 NC更高的柔性 ?2．具有良好的通用性 ?3．?dāng)?shù)控功能不斷增強(qiáng)和擴(kuò)展 ?4．可靠性越來越高 ?5．方便了系統(tǒng)的維修和使用 ?6．易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化 第二節(jié) CNC的結(jié)構(gòu) ? 一、 CNC的硬件結(jié)構(gòu) ? CNC系統(tǒng)硬件的層次結(jié)構(gòu) 由計(jì)算機(jī)基本系統(tǒng)、設(shè)備支持層、設(shè)備層三部分組成。這種系統(tǒng)硬件和軟件結(jié)構(gòu)都比較簡單。 CPU 外部存儲 設(shè)備接口 RS232 接口 人機(jī)交互 接口 選件 接口 ROM RAM PLC 接口 位 控 單 元 位 控 單 元 位 控 單 元 位 控 單 元 速度控制單元 D/A轉(zhuǎn)換電路 M M M M M、 S、 T 微機(jī)系統(tǒng) 機(jī)床的控制部分 X軸 Y軸 Z軸 主軸 總 線 典型的單微處理器 裝置結(jié)構(gòu)框圖 單微處理器 CNC特點(diǎn) ? ⑴ CNC裝置內(nèi)只有一個(gè)微處理器，對存儲、插補(bǔ)運(yùn)算、輸入 /輸出控制、 CRT顯示等功能實(shí)現(xiàn)集中控制分時(shí)處理。 ? ⑶ 結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)。 ⑵ 多微處理器的 CNC主要功能模塊 ? ① CNC管理模塊 ； ? ② CNC插補(bǔ)模塊 ； ? ③ 位置控制模塊 ； ? ④ PLC模塊 ； ? ⑤ 人機(jī)接口模塊 ； ? ⑥ 存儲器模塊 。 ? 共享存儲器結(jié)構(gòu) ? 在這種多微處理器結(jié)構(gòu)，采用多端口存儲器來實(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。當(dāng)微處理器數(shù)量增多時(shí)，往往會由于爭用共享而造成信息傳輸?shù)淖枞?，降低系統(tǒng)效率。 從實(shí)現(xiàn)功能的角度看 ， 軟件與硬件在邏輯上是等價(jià)的 。 ? 軟件設(shè)計(jì)靈活，適應(yīng)性強(qiáng)，但處理速度相對較慢。 ? 功能界面劃分的準(zhǔn)則：系統(tǒng)的性能價(jià)格比 二、 CNC的軟件結(jié)構(gòu) 輸 入 預(yù)處理 位置檢測 插補(bǔ)運(yùn)算 位置控制 速度控制 伺服電機(jī) 程序 硬件 硬件 硬件 硬件 硬件 軟件 軟件 軟件 軟件 軟件和硬件的功能界面幾種劃分 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 1． CNC的軟、硬件界面
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