【正文】 87頁(yè) 退 出 目 錄 頁(yè) 返 回 概述 CNC系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) CNC系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu) CNC系統(tǒng)的插補(bǔ)原理 CNC系統(tǒng)的刀具補(bǔ)償和加減速控制 CNC裝置由 硬件 和 軟件 組成 : CPU，存儲(chǔ)器，總線、 外設(shè) 等 。 一、 CNC系統(tǒng)的組成 數(shù)控技術(shù) 第五章 計(jì)算機(jī)數(shù)控 (CNC)系統(tǒng) 第 5頁(yè)共 87頁(yè) 退 出 目 錄 頁(yè) 返 回 概述 CNC系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) CNC系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu) CNC系統(tǒng)的插補(bǔ)原理 CNC系統(tǒng)的刀具補(bǔ)償和加減速控制 CNC系統(tǒng)的組成 CNC系統(tǒng)平臺(tái) 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(cè)量機(jī) ...... 從自動(dòng)控制的角度來(lái)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(zhuān)用操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。 CNC系統(tǒng)與 NC系統(tǒng) 數(shù)控系統(tǒng)分輪廓控制和點(diǎn)位控制系統(tǒng)。第五章 計(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC)系統(tǒng) 數(shù)控技術(shù) 第五章 計(jì)算機(jī)數(shù)控 (CNC)系統(tǒng) 第 2頁(yè)共 87頁(yè) 退 出 目 錄 頁(yè) 返 回 概述 CNC系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) CNC系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu) CNC系統(tǒng)的插補(bǔ)原理 CNC系統(tǒng)的刀具補(bǔ)償和加減速控制 目 錄 概述 一、 CNC系統(tǒng)的組成 二、 CNC裝置的結(jié)構(gòu) 三、 CNC裝置的工作原理 四、 CNC裝置的特點(diǎn) 五、 CNC裝置的功能 CNC系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) 一、單微處理器結(jié)構(gòu) 二、多微處理器結(jié)構(gòu) 三、其它類(lèi)型數(shù)控系統(tǒng) CNC系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu) 一、 CNC系統(tǒng)軟硬件的分工 二、 CNC系統(tǒng)控制軟件的特點(diǎn) 三、 CNC系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu) 數(shù)控技術(shù) 第五章 計(jì)算機(jī)數(shù)控 (CNC)系統(tǒng) 第 3頁(yè)共 87頁(yè) 退 出 目 錄 頁(yè) 返 回 概述 CNC系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) CNC系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu) CNC系統(tǒng)的插補(bǔ)原理 CNC系統(tǒng)的刀具補(bǔ)償和加減速控制 目 錄 CNC系統(tǒng)的插補(bǔ)原理 一、概述 二、脈沖增量插補(bǔ) 三、數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ) CNC系統(tǒng)的刀具補(bǔ)償和加減速控制 一、刀具補(bǔ)償 二、 C功能刀具半徑補(bǔ)償 三、 CNC系統(tǒng)的加減速控制 數(shù)控技術(shù) 第五章 計(jì)算機(jī)數(shù)控 (CNC)系統(tǒng) 第 4頁(yè)共 87頁(yè) 退 出 目 錄 頁(yè) 返 回 概述 CNC系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) CNC系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu) CNC系統(tǒng)的插補(bǔ)原理 CNC系統(tǒng)的刀具補(bǔ)償和加減速控制 概述 定義： EIA(美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì) )所屬的數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)的定義 :―CNC是用一個(gè)存儲(chǔ)程序的計(jì)算機(jī)，按照存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的讀寫(xiě)存儲(chǔ)器中的控制程序去執(zhí)行數(shù)控裝置的部分或全部功能，在計(jì)算機(jī)之外的唯一裝置是接口 ” 。 ISO(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織 )的定義 :―數(shù)控系統(tǒng)是一種控制系統(tǒng)，它自動(dòng)閱讀輸入載體上事先給定的數(shù)字，并將其譯碼，從而使機(jī)床移動(dòng)和加工零件 ” 。 數(shù)控系統(tǒng)的核心是： 完成數(shù)字信息運(yùn)算、處理和控制的計(jì)算機(jī)，即數(shù)字控制裝置。 從外部特征來(lái)看， CNC系統(tǒng)是由硬件（通用硬件和專(zhuān)用硬件）和軟件（專(zhuān)用） 兩大部分組成的。 二、 CNC裝置的結(jié)構(gòu) CPU EPROM或 E2PROM RAM 輸入 /輸出接口 主軸控制 通信接口 MDI接口 PLC接口 CRT 或液晶顯示接口 位置控制 紙帶閱讀機(jī)接口 CNC裝置的 硬件 組成 數(shù)控技術(shù) 第五章 計(jì)算機(jī)數(shù)控 (CNC)系統(tǒng) 第 7頁(yè)共 87頁(yè) 退 出 目 錄 頁(yè) 返 回 概述 CNC系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) CNC系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu) CNC系統(tǒng)的插補(bǔ)原理 CNC系統(tǒng)的刀具補(bǔ)償和加減速控制 ： 是一種用于零件加工的、實(shí)時(shí)控制的、特殊的（或稱(chēng)專(zhuān)用的）計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)。并進(jìn)行實(shí)時(shí)位置反饋控制，使各個(gè)坐標(biāo)軸能精確地走到所要求的位置。 ? 輸入方式 ——穿孔紙帶閱讀輸入、磁盤(pán)輸入、光盤(pán)輸入、手健盤(pán)輸入，通訊接口輸入及連接上級(jí)計(jì)算機(jī)的 DNC接口輸入 三、 CNC裝置的工作原理 數(shù)控技術(shù) 第五章 計(jì)算機(jī)數(shù)控 (CNC)系統(tǒng) 第 9頁(yè)共 87頁(yè) 退 出 目 錄 頁(yè) 返 回 概述 CNC系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) CNC系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu) CNC系統(tǒng)的插補(bǔ)原理 CNC系統(tǒng)的刀具補(bǔ)償和加減速控制 ? 2）譯碼： 以一個(gè)程序段為單位，根據(jù)一定的語(yǔ)法規(guī)則解釋、翻譯成計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的數(shù)據(jù)形式，并以一定的數(shù)據(jù)格式存放在指定的內(nèi)存專(zhuān)用區(qū)內(nèi)。 ? 4）插補(bǔ)： 插補(bǔ)的任務(wù)是通過(guò)插補(bǔ)計(jì)算程序在一條曲線的已知起點(diǎn) 和終點(diǎn)之間進(jìn)行 “ 數(shù)據(jù)點(diǎn)的密化工作 ” 。 ? 6） I/O處理： 處理 CNC裝置與機(jī)床之間的強(qiáng)電信號(hào)輸入、輸出和 控制。 ? 8）診斷： 檢查一切不正常的程序、操作和其他錯(cuò)誤狀態(tài)。 數(shù)控技術(shù) 第五章 計(jì)算機(jī)數(shù)控 (CNC)系統(tǒng) 第 11頁(yè)共 87頁(yè) 退 出 目 錄 頁(yè) 返 回 概述 CNC系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) CNC系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu) CNC系統(tǒng)的插補(bǔ)原理 CNC系統(tǒng)的刀具補(bǔ)償和加減速控制 （ 6）補(bǔ)償功能 1） 刀具長(zhǎng)度、刀具半徑補(bǔ)償和刀尖圓弧的補(bǔ)償 2）工藝量的補(bǔ)償 （ 7）主軸速度功能：①主軸轉(zhuǎn)速的編碼方式、 ②恒定線速度、 ③主軸定向準(zhǔn)停 （ 8）輔助功能（ M代碼） （ 9）字符圖形顯示功能 （ 10）程序編制功能：手工編程、 在線編程、自動(dòng)編程 （ 11）輸入、輸出和通訊功能 （ 12）自診斷功能 數(shù)控技術(shù) 第五章 計(jì)算機(jī)數(shù)控 (CNC)系統(tǒng) 第 12頁(yè)共 87頁(yè) 退 出 目 錄 頁(yè) 返 回 概述 CNC系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) CNC系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu) CNC系統(tǒng)的插補(bǔ)原理 CNC系統(tǒng)的刀具補(bǔ)償和加減速控制 CNC系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) CPU ROM RAM IN接口 OUT接口 閱讀機(jī) 接口 MDI/CRT 接口 位置 控制 其它 接口 總線 單微處理器硬件結(jié)構(gòu)圖 CNC裝置的硬件構(gòu)成 數(shù)控技術(shù) 第五章 計(jì)算機(jī)數(shù)控 (CNC)系統(tǒng) 第 13頁(yè)共 87頁(yè) 退 出 目 錄 頁(yè) 返 回 概述 CNC系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) CNC系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu) CNC系統(tǒng)的插補(bǔ)原理 CNC系統(tǒng)的刀具補(bǔ)償和加減速控制 CNC裝置的體系結(jié)構(gòu) 分為：?jiǎn)挝⑻幚頇C(jī)和多微處理機(jī)系統(tǒng)，中高檔的 CNC裝置以多微處理機(jī)結(jié)構(gòu)為多。 單微處理機(jī)結(jié)構(gòu)： 微處理器、存儲(chǔ)器、總線、接口 等。 微處理器：運(yùn)算、控制 總線： CPU與各組成部件、接口等之間的信息公共傳輸線，包括控制 、地址和數(shù)據(jù)三總線。 （ 對(duì)主軸的控制一般只包括速度控制 ） ● C軸位置控制： 包括位置和速度控制 ● 刀庫(kù)位置控制 （ 簡(jiǎn)易位置控制 ） 進(jìn)給軸位置控制的硬件：大規(guī)模專(zhuān)用集成電路位置控制芯片 、 位置控制模板 。然后進(jìn)行插補(bǔ)計(jì)算 4）位置控制模塊 :插補(bǔ)后的坐標(biāo)位置給定值與位置檢測(cè)器測(cè)得的位置實(shí)際值進(jìn)行比較，進(jìn)行自動(dòng)加減速、回基準(zhǔn)點(diǎn)，伺服系統(tǒng)滯后量的濫視和漂移補(bǔ)償．最后得到速度控制的模擬電壓，去驅(qū)動(dòng)進(jìn)給電機(jī)。 二、多微處理器結(jié)構(gòu) 數(shù)控技術(shù) 第五章 計(jì)算機(jī)數(shù)控 (CNC)系統(tǒng) 第 17頁(yè)共 87頁(yè) 退 出 目 錄 頁(yè) 返 回 概述 CNC系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) CNC系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu) CNC系統(tǒng)的插補(bǔ)原理 CNC系統(tǒng)的刀具補(bǔ)償和加減速控制 CNC裝置的典型結(jié)構(gòu) 多微處理機(jī)互連方式有： 總線互連、環(huán)型互連和交叉開(kāi)關(guān)互連 總線互聯(lián)方式，典型的結(jié)構(gòu) :共享總線型、共享存儲(chǔ)器型及混合型結(jié)構(gòu) 。 并行總線仲裁方式：專(zhuān)用邏輯電路，優(yōu)先權(quán)編碼方案 模塊之間的通訊 ：公共存儲(chǔ)器 總線： STD bus （支持 8位和 16位字長(zhǎng)） Multi bus （ Ⅰ 型支持 16位字長(zhǎng)， Ⅱ 型支持 32位字長(zhǎng)） S100 bus （可支持 16位字長(zhǎng)） VERSA bus （可支持 32位字長(zhǎng)） VME bus （可支持 32位字長(zhǎng)） 數(shù)控技術(shù) 第五章 計(jì)算機(jī)數(shù)控 (CNC)系統(tǒng) 第 18頁(yè)共 87頁(yè) 退 出 目 錄 頁(yè) 返 回 概述 CNC系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) CNC系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu) CNC系統(tǒng)的插補(bǔ)原理 CNC系統(tǒng)的刀具補(bǔ)償和加減速控制 串行總線仲裁連接方式 主模塊 1 主模塊 2 主模塊 3 總線優(yōu) 先權(quán)入 總線優(yōu) 先權(quán)出 總線 忙 入 忙 出 入 忙 出 數(shù)控技術(shù) 第五章 計(jì)算機(jī)數(shù)控 (CNC)系統(tǒng) 第 19頁(yè)共 87頁(yè) 退 出 目 錄 頁(yè) 返 回 概述 CNC系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) CNC系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu) CNC系統(tǒng)的插補(bǔ)原理 CNC系統(tǒng)的刀具補(bǔ)償和加減速控制 并行總線仲裁連接方式 主模塊 1 總線優(yōu) 總線 總線優(yōu) 先權(quán)入 忙 先權(quán)出 主模塊 3 入 忙 出 譯 器 碼 主模塊 2 入 忙 出 優(yōu)先權(quán)編器碼 … 數(shù)控技術(shù) 第五章 計(jì)算機(jī)數(shù)控 (CNC)系統(tǒng) 第 20頁(yè)共 87頁(yè) 退 出 目 錄 頁(yè) 返 回 概述 CNC系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) CNC系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu) CNC系統(tǒng)的插補(bǔ)原理 CNC系統(tǒng)的刀具補(bǔ)償和加減速控制 多微處理機(jī)共享總線結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn) 多微處理機(jī)共享總線結(jié)構(gòu)如圖所示。 缺點(diǎn)： 會(huì)引起 “ 競(jìng)爭(zhēng) ” ，信息傳輸率較低，總線一旦出現(xiàn)故障．整個(gè)系統(tǒng)受影響。由多端口控制邏輯電路解決訪問(wèn)沖突。 數(shù)控技術(shù) 第五章 計(jì)算機(jī)數(shù)控 (CNC)系統(tǒng) 第 22頁(yè)共 87頁(yè) 退 出 目 錄 頁(yè) 返 回 概述 CNC系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) CNC系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu) CNC系統(tǒng)的插補(bǔ)原理 CNC系統(tǒng)的刀具補(bǔ)償和加減速控制 VS GE公司的 MTC1的 CNC裝置結(jié)構(gòu)框圖 (16K) EPROM (16K) EPROM (56K) EPROM (2K) EAM (26K) RAM (2K) EAM 512 K 512 K (CRT) CPU2 鍵盤(pán) (中央 ) CPU1 (插補(bǔ) ) CPU3 串口和 收發(fā)器 CRTC CRT 字符發(fā)生器 并行 接口 反饋脈沖 處理 反饋信號(hào) 適配器 機(jī)床 接口 模擬量 接口 RS232C X Y Z C W 數(shù)控技術(shù) 第五章 計(jì)算機(jī)數(shù)控 (CNC)系統(tǒng) 第 23頁(yè)共 87頁(yè) 退 出 目 錄 頁(yè) 返 回 概述 CNC系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) CNC系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu) CNC系統(tǒng)的插補(bǔ)原理 CNC系統(tǒng)的刀具補(bǔ)償和加減速控制 （ 3）共享總線和共享存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu) 多微處理機(jī) CNC裝置采用共享總線，又共享存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)形式能較好地完成并行多任務(wù)實(shí)時(shí)處理的數(shù)控功能。系統(tǒng)有公用的存儲(chǔ)器，各自的 CPU還有自己的存儲(chǔ)器。 功能模塊包括如下部分： 1)主處理