计算机数控装置PPT课件

1、2020/7/9，1，第四章计算机NC装置(CNC )，第一节是第二节CNC装置的硬件架构第三节CNC系统软件结构，2020/7/9，2，内容在本章中详细讨论CNC装置的软件结构的CNC装置的基本、从2020/7/9,3、3、3、自动控制的观点出发，CNC系统是位置(轨迹)操纵系统，本质上是将多个致动器(各运动轴)的位移量作为受控对象，并运动协调的自动控制系统，是具备专用执行操作系统的计算机控制系统。 从外部的特点来看，CNC系统由硬件(通用硬件和专用硬件)和软件(专用)的大部分组成。 CNC装置的构成，第一节的概要，2020/7/9，4，4，硬件是基础，软件是灵魂。 CNC装置的系统软件在系

2、统硬件的通讯端口下，合理组织管理系统整体的各项工作，实现各种数控功能，根据操作人员的要求，对数控工作母机进行有序加工。 CNC系统的硬件和软件构成了CNC系统的系统平台，如下图所示。 数控加工系统、2020/7/9,5、5、5、硬件结构： 电脑CPU、内存、男低音、外围设备等。 软件结构：用于零配件加工，是实时控制的特殊(或专用)计算机执行操作系统。 2020/7/9，6，6，功能：满足用户操作和工作母机控制要求的方法和手段。 基本功能数值操纵系统的基本配置的功能，即必要的功能选择用户可以根据实际的使用要求选择的功能。 2.CNC装置的功能、1 .控制功能可与CNC控制的联动控制的进给轴数。

3、CNC的进给轴分类：移动轴(x、y、z )和旋转轴(a、b、c )基本轴和追加轴(u、v、w )。 联动控制轴数越多，CNC系统越复杂，预计程仪编程也越困难。 2 .准备功能(g功能)指示工作母机动作方式的功能。 在第二章作了介绍。 2020/7/9，7，3 .插值功能和固定循环功能插值功能数值操纵系统实现零配件轮廓(平面或空间)加工轨迹运算的功能。 固定循环功能数值操纵系统实现典型的加工周期(如钻头、攻丝、镗削、深孔钻和螺纹车削等)的功能，4 .进给功能进给率的控制功能。 进给率控制手工工具相对于工件的运动速度，单位为mm/min (英寸/分钟)。 同步进给率实现了切削速度和进给率的同步，单

4、位为mm/r (英寸/分钟)。 进给率(进给调整率)是手动实时调整预先指定的进给率。 2020/7/9、8、5 .主轴功能主轴切削速度、周向位置控制功能。 主轴转速主轴转速的控制功能，单位： r/min。 定线速度控制工具切削点的切削速度为定速的控制功能。 单位： (m/min )主轴的方向控制主轴的圆周方向定位在特定位置的控制功能。 c轴是控制主轴周向任意位置控制的功能。 主轴调整率是手动实时调整预先设定的主轴转速。 6 .辅助功能(m功能)指示工作母机辅助操作的功能。 在第二章作了介绍。 2020/7/9、9、7 .手工工具管理功能实现了手工工具几何尺寸和刀具寿命管理功能。 手工工具几何标

5、注管理：用于管理手工工具的半径和长度以及手工工具补偿功能的刀具寿命管理：管理时间寿命，在刀具寿命过期时，CNC系统使用手工工具类型管理：标识刀具库中的刀具并自动选择加工刀具。 8 .补偿功能手工工具半径和长度补偿功能：实现用零配件外形制作的计程仪程序控制手工工具中心轨道的功能。 传动链条误差：包括音调误差补偿和后隙误差补偿功能。 非线性误差补偿功能：对热变形、静态弹性变形、空间误差及手工工具磨损引起的加工误差等，利用AI、专门人才系统等新技术进行建模，利用模型实施上线了补偿。 2020/7/9，1.0，9 .文字，图形显示功能(人机对话功能)在CNC装置中有这样的功能：菜单结构操作界面； 零配

6、件加工计程仪程序的编辑环境系统和工作母机的残奥仪表、状态、故障信息的表示、查询和修正画面等。、1.0 .自诊断功能CNC自动实现故障预报和故障定位功能。 开机自我诊断上线了自我诊断离线自我诊断远程通讯诊断。 2020/7/9、1.1、1.1、通讯功能CNC可实现与外部进行信息交换的功能RS232C接口、零配件加工计程仪程序、DNC接口、直接数控的MAP (制造自动化连接协议)模块、网卡有FMS、CIMS、专用集成电路、1.2 .交互图快速计程仪编程功能计算机辅助计程仪编程功能、2020/7/9、1.2、二、CNC装置的一般工作过程CNC系统软件的主要任务之一是如何将零配件加工程序所表达的加工信

7、息转换为各进给轴的位移指令、主轴转速指令和辅助动作指令，并对加工设备的、CNC装置数据转换流程图、2020/7/9、1.3、简单工作过程：1)输入：内容零配件计程仪程序、控制残奥仪表和补偿数据。 输入方式：打孔机纸录音带读写输入，磁盘输入，光盘输入，手健盘输入，通讯接口输入和与上位计算机连接的DNC接口输入，2 ) dec查询密码：以一个程序段为单位，按照一定的语法规则解释、翻译成计算机能够识别的数据形式3 )数据处理：包括手工工具补正、速度计算、辅助功能的处理等。 4 )内插：内插的作用是通过内插计算计程仪程序，在一条曲线的已知起点和终点之间进行“数据点的加密法作业”。 5 )位置控制：对每

8、个抽样时间，比较用内插计算的理论位置和实际的种子文件后退位置，用其差控制进给伺服电动机。 6)I/O处理：处理CNC装置和工作母机之间的强电信号的输入输出控制。 7 )显示：零配件计程仪报、残奥表、手工工具位置、工作母机状态等。 8 )诊断：检查所有的反常的计程仪程序、操作和其他错误状况。 对以2020/7/9、1.4、文本形式(通常是ASCII查询密码)表现的零配件加工计程仪程序进行解查询密码(解释)，并以程序计程仪程序段为单位转换为后续程序计程仪程序(在该例中是刀补充计程仪程序)请求的数据结构(格式)。 结构编程缓冲区缓冲区状态； /缓冲状态，0空1准备好了。 英格兰语： 用/bcd查询密

9、码保存本计程仪程序段编号。 双色调2.0； /保存尺寸指令的数值(m )。 接口； 小时/毫米/秒。 卡尔g 0； 将/g命令作为标志保存。 卡尔g 1； 卡尔m 0； 将/m命令作为标志保存。 卡尔m 1； 卡尔特； /保存本交换刃的手工工具编号。 卡尔德； /保存手工工具补偿的手工工具半径值。 如果以标志形式存储2020/7/9、1.5、g命令的例子，则在计程仪节目中通常有几个由这样的结构构成的节目计程仪缓冲器组，在当前的节目计程仪片段被解释之后，将该片段的数据信息发送给缓冲器组中的空闲的一个后续的plume plume (刀片等)从该缓冲器组中取得plume计程仪信息后进行动作。 1.6

10、、N06 G90 G41 D11 G01 X200 Y300 F200； 命令编程，命令代码，命令代码，命令代码； 0:(开始)1(； int block _编号； 双核0.6 (n06 ) 2.0； COOR1=200000； co or2=300000； int f，s； F=200； (f 200 )卡尔g 0； D5=0； (G90) D6，d7=0，1 (g 41 ) d1=1； 卡片d； D=11(D11 )、2020/7/9、1.7、刀补偿处理(计算工具中心轨迹)、刀补偿处理的主要工作：根据G90/G91计算零配件外形的终点坐标值。 根据r和G41/42，计算本手工工具中心轨道的

11、终点(Pe/Pe )坐标值。 根据本段和前段的连接关系，进行段间连接处理。 2020/7/9、1.8、3 .速度预处理的主要功能是基于从加工计程仪程序提供的进给率，计算每个内插周期的合成迁移量，在内插计程仪程序中使用。 速度处理计程仪程序主要完成了以下计算：计算本阶段的总位移量：直线：合成位移量l； 圆弧：总角位移量。 此数用于内插程序判断减速的起点和终点。计算每个内插周期的合成走刀量： L=Ft/60 (m )式中： F-进给率值(mm/min) t-NC系统的内插周期(ms )、l，2020/7/9，1.9，4 .内插计算的主要功能：计算内插周期的实际合成位移量： L1=L*灰度值分解L1

12、 插值计算出的数据保存在运行缓冲区用于位置控制程序。 内插模组以系统规定的内插周期t的时间节点进行动作。2020/7/9、2.0、5 .位置控制处理、2020/7/9、2.1、位置控制计算新的位置指令坐标值： X1更新=X1旧X1； Y1新=Y1旧Y1； 计算新位置的实际坐标值： X2新=X2旧X2； Y2新=Y2旧Y2追踪误差(指令位置值实际位置值):X3=X1新- X2新； Y3=Y1新- Y2新； 计算速度指令值： VX=f(X3) VY=f(Y3 )、f ()是位置环的调节控制算法，具体的算法由具体的系统决定。 此步骤是在一些系统上使用硬件实现的。 VX、VY被发送到伺服驱动UC针织面

13、料，控制电机的运行，实现CNC装置的轨迹控制。 2020/7/9，2.2，练习题和思考问题，1名词解释：插值功能，恒线速度控制，非线性误差补偿功能2 .数控装置的功能是什么？2020/7/9、2.3、第二节CNC装置的硬件架构，其中，概况CNC装置可分为：这取决于其中包括电脑CPU的数字：系统中具有电脑CPU的模块零配件为2个或2个模组间采用紧密耦合，有集中执行操作系统，通过仲裁器解决男低音网络冲突问题，通过公共内存交换信息。 单CPC结构：全部CNC装置只有一个电脑CPU，集中控制和管理整个系统资源，以时分处理方式实现各种NC功能。2020/7/9、2.4、2 .单电脑CPU结构CNC系统C

14、NC装置以模块设计方式建构。 模块设计方法：将操纵系统按功能区分为具有独立功能的用户针织面料模组，搭载对应的驱动软件。 通过在系统设计时根据功能的要求而选择不同的功能模块，并将其插入控制用针织面料的主机板中，能够构成完整的操纵系统方法。 在那种情况下，用户针织面料主机板通常为男低音结构的无源主机板提供模块之间的互联互通的信号路径。 实现CNC系统模块设计的条件是男低音(BUS )标准化。 在采用模块结构的情况下，CNC系统的设计工作可以归结为功能模块的合理选择。2020/7/9、2.5、CNC系统硬件分块图1、2020/7/9、2.6、1 .计算机板和系统男低音(主机板)计算机板是CNC装置的

15、核心。 功能配置： 电脑CPU及其外围芯片内存针织面料、cache及其外围芯片通讯接口(串行、残奥级、牛鼻子板接口)。 软件、硬盘接口、计算机板的主要作用：对输入CNC装置的各种数据、信息(零配件加工计程仪程序、各种I/O信息等)进行相应的运算和逻辑运算。 根据该处理结果，向各功能模块发布控制命令，转发数据，能够执行用户的命令。 系统男低音(主机板):由传递数字信息的物理导线组构成，它是在计算机系统内部交换数据和信息的通道：数据男低音地址男低音：控制男低音：2020/7/9，2.7，2 .显示模块(图形卡) 格拉夫显卡的主要作用：接收来自电脑CPU的控制命令和显示用数据，用与CRT的扫描信号调

16、制后，在CRT显视器上产生所需的网络视频信号，在CRT上产生所需的画面。 在CNC设备中，CRT显示是非常重要的功能，它是人与人交流的重要媒介，为用户提供直观的操作环境，使用户能够快速地熟悉其操作过程。 ick格拉夫卡是通用性很高的模块。 它不仅可以随时在市场上购买，而且支撑软件非常丰富，不需要用户自行开发。3 .投入产出模块(多功能卡)是CNC装置与外界进行数据和信息交换的接口板，CNC装置通过该接口能够从输入设备取得数据，也能够将CNC装置的数据传送到输出设备。 此模块也是标准PC模块，一般不需要用户自己开发。 如果选择多功能一体主机板主机板计算机，则可以省略此板。2020/7/9、2.8

17、以及上述三个部分是除了牛鼻子板、电源和外壳之外，实际上是一种通用的微计算机系统，它是CNC设备的核心，而CNC设备的等级和性能也是由该核心决定的。 因此，合理选择CNC装置中的计算机系统很重要。2020/7/9、2.9、4 .电子盘(箱体)电子盘是CNC装置特有的箱体。 CNC设备用于存储系统软件、特定于系统的数据的系统位置残奥表(系统可控制的进给轴数、轴定义、系统男同志等)用户的零配件加工程序。 在计算机领域使用的存储装置有软/硬盘(读/写)等磁存储装置的3种。 光盘(只读)等光存储老虎钳。 电子(半导体)存储装置，如RAM、ROM、闪存等。 前两种一般用作外部存储器，其特征是容量大、价格低。 电子存储器一般用作内部存储器，其价格高于前两种。 从其读写性能来看，也可被分类为只读记忆单元(ROM、PROM、EPROM )易失性随机读写记忆单元(RAM )。 非易失性读写记忆单元。 对于这种去老虎钳，可以使用E2PROM； 闪存； 带应用备份电池的RAM。在2020/7/9、3.0、CNC装置中，总是使用电子存储装置作为外部存储装置，主要考虑到CNC装置的工作环境可能受到电磁干扰作用，虽然磁性装置的可靠性低，但电子存储装置对电磁干扰作用的抵抗力相对较强。 由电子老虎钳构成的存储单元是以盘的管