機(jī)床數(shù)字控制系統(tǒng).ppt

1.CNC裝置的工作過(guò)程2.插補(bǔ)原理3.刀補(bǔ)原理,數(shù)控機(jī)床組成,CNC裝置,位置檢測(cè)裝置,伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),數(shù)控機(jī)床的組成、數(shù)控機(jī)床加工過(guò)程,1.光電脈沖編碼器2.光柵3.感應(yīng)同步器和旋轉(zhuǎn)變壓器,1.伺服系統(tǒng)的組成和原理2.伺服驅(qū)動(dòng)的控制方式3.步進(jìn)電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),本章知識(shí)結(jié)構(gòu),本章重點(diǎn),1數(shù)控機(jī)床加工過(guò)程和原理,2CNC插補(bǔ)原理和刀具補(bǔ)償原理,3常用位置檢測(cè)元件的原理及特點(diǎn)，伺服系統(tǒng),本章重難點(diǎn),3,第二講機(jī)床數(shù)字控制系統(tǒng),數(shù)控機(jī)床在數(shù)控系統(tǒng)的控制下，自動(dòng)地按給定的程序進(jìn)行機(jī)械零件的加工。數(shù)控系統(tǒng)是由用戶程序、輸入輸出設(shè)備、計(jì)算機(jī)數(shù)字控制裝置（CNC裝置）、可編程控制器（PLC）、主軸驅(qū)動(dòng)裝置和進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置等組成的一個(gè)系統(tǒng)。CNC系統(tǒng)的核心是CNC裝置，CNC裝置的性能決定數(shù)控系統(tǒng)的性能。CNC裝置主要用于控制機(jī)床的運(yùn)動(dòng),完成各種曲線輪廓的加工。不論進(jìn)行哪種曲線加工，CNC裝置都執(zhí)行同一基本流程，即首先讀取零件程序，再進(jìn)行程序段的譯碼和預(yù)處理，然后根據(jù)程序段指令，進(jìn)行插補(bǔ)計(jì)算和位置伺服控制。,2020/5/31,浙江理工大學(xué),4,主要內(nèi)容,概述CNC裝置的硬件結(jié)構(gòu)CNC裝置的軟件結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)數(shù)控中的PLCCNC裝置的接口電路思考題,5,第一節(jié)概述,硬件數(shù)控（NC）計(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC)數(shù)控系統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)步狀況、功能水平及發(fā)展簡(jiǎn)況見P172-173,CNC技術(shù)的發(fā)展,2020/5/31,浙江理工大學(xué),6,CNC系統(tǒng)的組成,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)，是一種配有專用操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。從外部特征來(lái)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。它們二者是相互支持，不可分割的。CNC的工作是在硬件的支持下，由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)部分或大部分?jǐn)?shù)控功能。硬件是基礎(chǔ)，軟件是靈魂。,2020/5/31,浙江理工大學(xué),7,該平臺(tái)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(tái)上可以根據(jù)用戶要求進(jìn)行功能設(shè)計(jì)和開發(fā)。,2020/5/31,浙江理工大學(xué),8,CNC裝置的組成和工作原理,CNC裝置的組成,2020/5/31,浙江理工大學(xué),9,讀入數(shù)控加工程序，將其轉(zhuǎn)換成控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)和輔助功能要求的格式，分別送給進(jìn)給電機(jī)控制單元、主軸電機(jī)控制單元和PLC，具有內(nèi)置PLC功能的數(shù)控裝置本身具有邏輯量解算功能，直接將解算結(jié)果送給機(jī)床強(qiáng)電控制系統(tǒng)。具有閉環(huán)控制功能的數(shù)控系統(tǒng)還會(huì)讀入機(jī)床位置檢測(cè)裝置發(fā)出的實(shí)際位置信號(hào)，與指令位置比較后，用其差值控制機(jī)床的移動(dòng)，可以獲得較高的位置控制精度。,CNC數(shù)控裝置工作原理,2020/5/31,浙江理工大學(xué),10,CNC的工作過(guò)程,工作過(guò)程就是指在硬件的支持下，軟件完成控制功能的過(guò)程。包括：1加工程序的輸入2譯碼3刀具補(bǔ)償4對(duì)進(jìn)給速度進(jìn)行處理5插補(bǔ),6位置處理7/處理8顯示9診斷,CNC單元,2020/5/31,浙江理工大學(xué),11,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。數(shù)控裝置的功能包括基本功能和選擇功能?；竟δ軘?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裝置的主要功能和特點(diǎn),CNC裝置的主要功能,2020/5/31,浙江理工大學(xué),12,1.控制功能CNC能控制和能聯(lián)動(dòng)控制的進(jìn)給軸數(shù)。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）。聯(lián)動(dòng)控制軸數(shù)越多，CNC系統(tǒng)就越復(fù)雜，編程也越困難。,2.準(zhǔn)備功能（G功能）指令機(jī)床動(dòng)作方式的功能。,2020/5/31,浙江理工大學(xué),13,3.插補(bǔ)功能和固定循環(huán)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。固定循環(huán)功能是數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)典型加工循環(huán)（如：鉆孔、攻絲、鏜孔、深孔鉆削和切螺紋等）的功能,2020/5/31,浙江理工大學(xué),14,4.進(jìn)給功能進(jìn)給速度的控制功能。進(jìn)給速度控制刀具相對(duì)工件的運(yùn)動(dòng)速度，單位為mm/min。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。,2020/5/31,浙江理工大學(xué),15,5.主軸功能數(shù)控系統(tǒng)的主軸的控制功能。主軸轉(zhuǎn)速主軸轉(zhuǎn)速的控制功能，單位為r/min。恒線速度控制刀具切削點(diǎn)切削速度為恒速的控制功能。主軸定向控制主軸周向定位于特定位置控制功能。C軸控制主軸周向任意位置控制的功能。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。,2020/5/31,浙江理工大學(xué),16,7.刀具管理功能實(shí)現(xiàn)對(duì)刀具幾何尺寸和壽命的管理功能。刀具幾何尺寸，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(hào)（T）管理功能，用于標(biāo)識(shí)刀庫(kù)中的刀具和自動(dòng)選擇加工刀具。,6.輔助功能（M功能）用于指令機(jī)床輔助操作的功能。,2020/5/31,浙江理工大學(xué),17,8.補(bǔ)償功能刀具半徑和長(zhǎng)度補(bǔ)償功能：實(shí)現(xiàn)按零件輪廓編制的程序控制刀具中心軌跡的功能。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。非線性誤差補(bǔ)償功能：對(duì)諸如熱變形、靜態(tài)彈性變形、空間誤差以及由刀具磨損所引起的加工誤差等，采用AI、專家系統(tǒng)等新技術(shù)進(jìn)行建模，利用模型實(shí)施在線補(bǔ)償。,2020/5/31,浙江理工大學(xué),18,9.人機(jī)對(duì)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。,2020/5/31,浙江理工大學(xué),19,10.自診斷功能CNC自動(dòng)實(shí)現(xiàn)故障預(yù)報(bào)和故障定位的功能。開機(jī)自診斷；在線自診斷*；離線自診斷；遠(yuǎn)程通訊診斷*。,2020/5/31,浙江理工大學(xué),20,11.通訊功能CNC與外界進(jìn)行信息和數(shù)據(jù)交換的功能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。,2020/5/31,浙江理工大學(xué),21,1.具有靈活性和通用性CNC裝置的功能大多由軟件實(shí)現(xiàn)，且軟硬件采用模塊化的結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)功能的修改、擴(kuò)充變得較為靈活。CNC裝置其基本配置部分是通用的，不同的數(shù)控機(jī)床僅配置相應(yīng)的特定的功能模塊，以實(shí)現(xiàn)特定的控制功能。,CNC裝置的特點(diǎn),2020/5/31,浙江理工大學(xué),22,2.數(shù)控功能豐富插補(bǔ)功能：二次曲線、樣條、空間曲面插補(bǔ)補(bǔ)償功能：運(yùn)動(dòng)精度補(bǔ)償、隨機(jī)誤差補(bǔ)償、非線性誤差補(bǔ)償?shù)热藱C(jī)對(duì)話功能：加工的動(dòng)、靜態(tài)跟蹤顯示，高級(jí)人機(jī)對(duì)話窗口編程功能：G代碼、籃圖編程、部分自動(dòng)編程功能。,2020/5/31,浙江理工大學(xué),23,3.可靠性高CNC裝置采用集成度高的電子元件、芯片、采用VLSI本身就是可靠性的保證。許多功能由軟件實(shí)現(xiàn)，使硬件的數(shù)量減少。豐富的故障診斷及保護(hù)功能(大多由軟件實(shí)現(xiàn))，從而可使系統(tǒng)的故障發(fā)生的頻率和發(fā)生故障后的修復(fù)時(shí)間降低。,2020/5/31,浙江理工大學(xué),24,4.使用維護(hù)方便操作使用方便：用戶只需根據(jù)菜單的提示，便可進(jìn)行正確操作。編程方便：具有多種編程的功能、程序自動(dòng)校驗(yàn)和模擬仿真功能。維護(hù)維修方便：部分日常維護(hù)工作自動(dòng)進(jìn)行(潤(rùn)滑，關(guān)鍵部件的定期檢查等)，數(shù)控機(jī)床的自診斷功能，可迅速實(shí)現(xiàn)故障準(zhǔn)確定位。,2020/5/31,浙江理工大學(xué),25,5.易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化數(shù)控系統(tǒng)控制柜的體積小（采用計(jì)算機(jī)，硬件數(shù)量減少；電子元件的集成度越來(lái)越高，硬件的不斷減?。?，使其與機(jī)床在物理上結(jié)合在一起成為可能，減少占地面積，方便操作。,返回,2020/5/31,浙江理工大學(xué),26,1.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。,第二節(jié)CNC裝置的硬件結(jié)構(gòu),2020/5/31,浙江理工大學(xué),27,2.CNC裝置的硬件構(gòu)成,CNC裝置的硬件主要由中央處理單元、各類存儲(chǔ)器、輸入輸出接口、位置控制以及其它各類接口組成。各組成部分的作用如下：中央處理單元(CPU)它的作用是實(shí)施對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)算、控制和管理。存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器是用來(lái)儲(chǔ)存系統(tǒng)軟件、零件加工程序以及運(yùn)算的中間結(jié)果等。位置控制主要完成對(duì)主軸驅(qū)動(dòng)的控制，以便完成速度控制；通過(guò)對(duì)伺服系統(tǒng)對(duì)坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)實(shí)施控制。輸入輸出接口主要用來(lái)交換數(shù)控裝置與外部之間的往來(lái)信息。MDI/CRT接口完成手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入和將信息顯示在CRT上。,2020/5/31,浙江理工大學(xué),28,CNC的硬件系統(tǒng)組成框圖,2020/5/31,浙江理工大學(xué),29,3.CNC裝置的體系結(jié)構(gòu),CNC裝置從它的硬件組成結(jié)構(gòu)來(lái)看，若按其中含有CPU的多少來(lái)分，可分為下面幾類:,單機(jī)系統(tǒng):整個(gè)CNC裝置只有一個(gè)CPU，它集中控制和管理整個(gè)系統(tǒng)資源，通過(guò)分時(shí)處理的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)各種NC功能。主從結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)中只有一個(gè)CPU(稱為主CPU)對(duì)系統(tǒng)的資源有控制和使用權(quán)其它帶CPU的功能部件，只能接受主CPU的控制命令或數(shù)據(jù)，或向主CPU發(fā)出請(qǐng)求信息以獲得所需的數(shù)據(jù)。即它是處于以從屬地位的，故稱之為主從結(jié)構(gòu)。,2020/5/31,浙江理工大學(xué),30,多機(jī)系統(tǒng):CNC裝置中有兩個(gè)或兩個(gè)以上的CPU，即系統(tǒng)中的某些功能模塊自身也帶有CPU，根據(jù)部件間的相互關(guān)系又可將其分為：多主結(jié)構(gòu)：系統(tǒng)中有兩個(gè)或兩個(gè)以上帶CPU的模塊部件對(duì)系統(tǒng)資源有控制或使用權(quán)。模塊之間采用緊耦合，有集中的操作系統(tǒng)，通過(guò)仲裁器來(lái)解決總線爭(zhēng)用問(wèn)題，通過(guò)共公存儲(chǔ)器進(jìn)行交換信息。分布式結(jié)構(gòu)：系統(tǒng)有兩個(gè)或兩個(gè)以上帶CPU的功能模塊，各模塊有自己獨(dú)立的運(yùn)行環(huán)境，模塊間采用松耦合，且采用通訊方式交換信息。,2020/5/31,浙江理工大學(xué),31,4.單微處理器CNC的硬件結(jié)構(gòu),單微處理器的CNC是指系統(tǒng)只有一個(gè)微處理器作為核心，這個(gè)CPU通過(guò)總線連接存儲(chǔ)器和各種接口，采用集中控制、分時(shí)處理的方法來(lái)完成諸如輸入/輸出、插補(bǔ)計(jì)算、伺服控制等各種任務(wù)。這種系統(tǒng)硬件和軟件結(jié)構(gòu)都比較簡(jiǎn)單。單微處理器CNC的結(jié)構(gòu)是以微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，微處理器和三總線結(jié)構(gòu)、I/O接口、存儲(chǔ)器、串行接口和各種顯示器接口等；另外還包括了機(jī)床的控制部分。單微處理器CNC裝置組成框圖如下圖所示。,2020/5/31,浙江理工大學(xué),32,單微處理器CNC裝置組成框圖,2020/5/31,浙江理工大學(xué),33,A.微處理器微處理器是CNC裝置的核心，由于所有數(shù)控功能都由一個(gè)CPU來(lái)完成，因此CNC裝置的功能受微處理器的字長(zhǎng)、數(shù)據(jù)寬度、尋址能力和運(yùn)算速度等因素的限制。為了提高處理速度，增強(qiáng)數(shù)控功能，常采用以下措施：采用協(xié)處理器；由硬件完成一部分插補(bǔ)工作；采用帶有微處理器的PLC和CRT等智能部件。經(jīng)濟(jì)型CNC裝置常采用8位的微處理器芯片或采用單片機(jī)芯片(8位或16位)作為微處理器，一般CNC裝置通常采用16位或32位微處理器芯片?，F(xiàn)在的CNC裝置都采用64位微處理器芯片。,2020/5/31,浙江理工大學(xué),34,B.總線,總線是由物理導(dǎo)線構(gòu)成，從功能上說(shuō)，一般可以分為三組。(1)數(shù)據(jù)線：這一組線為各部件之間傳輸數(shù)據(jù)，線的根數(shù)與傳送的數(shù)據(jù)寬度相等，它總是并行地一次傳送n位寬度的一個(gè)字，采用單向線。(2)地址線：這一組線上傳輸?shù)氖堑刂沸盘?hào)，與數(shù)據(jù)線結(jié)合使用，以確定數(shù)據(jù)總線上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)來(lái)源或目的地，采用單向線。(3)控制線：這一組線上傳輸?shù)氖枪芾砜偩€的某些控制信號(hào)，如數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖x寫控制、中斷復(fù)位及各種確認(rèn)信號(hào)，采用單向線。,2020/5/31,浙江理工大學(xué),35,C.存儲(chǔ)器,存儲(chǔ)器是用來(lái)存放數(shù)據(jù)、參數(shù)和程序的。(1)CNC裝置的系統(tǒng)程序存放在只讀存儲(chǔ)器EPROM中，即使斷電，程序也不會(huì)丟失。常用的EPROM有：2716、2732、2764、27128、27256、27010等。(2)運(yùn)算的中間結(jié)果存放在隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM中，它可以隨機(jī)讀寫，但斷電后信息隨即消失。(3)零件加工程序、數(shù)據(jù)和參數(shù)存放在有后備電池的RAM中，或是磁泡存儲(chǔ)器中，能隨機(jī)讀取，操作或修改并且斷電后，信息仍保存。,2020/5/31,浙江理工大學(xué),36,D.位置控制,CNC裝置中的位置控制模塊和速度控制單元、位置檢測(cè)及反饋控制等組成位置環(huán)。位置環(huán)主要用于軸進(jìn)給的坐標(biāo)位置控制，包括工作臺(tái)的前后左右移動(dòng)、主軸箱的移動(dòng)及繞某一直線坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)等。軸控制性能的高低對(duì)數(shù)控機(jī)床的加工精度、表面粗糙度和加工效率影響極大。,2020/5/31,浙江理工大學(xué),37,E.I/O接口,對(duì)CNC裝置來(lái)說(shuō),由機(jī)床向CNC傳送的信號(hào)稱為輸入信號(hào)，由CNC向機(jī)床傳送的信號(hào)稱為輸出信號(hào)。輸入輸出信號(hào)的主要類型有：直流數(shù)字輸入信號(hào)，直流數(shù)字輸出信號(hào)，直流模擬輸出信號(hào)，直流模擬輸入信號(hào)，交流輸入信號(hào)，交流輸出信號(hào)。直流模擬信號(hào)用于進(jìn)給坐標(biāo)軸和主軸的伺服控制或其它接收、發(fā)送模擬量信號(hào)的設(shè)備。交流信號(hào)用于直接控制功率執(zhí)行器件。接口電路的主要任務(wù)：進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換和功率放大。為防止噪聲引起誤動(dòng)作，對(duì)CNC和機(jī)床之間的信號(hào)進(jìn)行電氣隔離。采用模擬量傳送時(shí)，在CNC和機(jī)床電氣設(shè)備之間要接入D/A和A/D轉(zhuǎn)換電路。信號(hào)在傳輸過(guò)程中，由于衰減、噪聲和反射等影響，會(huì)發(fā)生畸變。為此要根據(jù)信號(hào)類別及傳輸線質(zhì)量，采取一定措施并限制信號(hào)的傳輸距離。,2020/5/31,浙江理工大學(xué),38,CNC裝置內(nèi)只有一個(gè)微處理器，對(duì)存儲(chǔ)、插補(bǔ)運(yùn)算、輸入輸出控制、CRT顯示等功能都由它集中控制，分時(shí)處理。微處理器通過(guò)總線與存儲(chǔ)器、輸入輸出控制等各種接口相連，構(gòu)成CNC裝置；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)；單微處理器因?yàn)橹挥幸粋€(gè)微處理器進(jìn)行集中控制，其功能將受微處理器字長(zhǎng)、數(shù)據(jù)寬度，尋址能力和運(yùn)算速度等因素限制。,F.單微處理器CNC裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),2020/5/31,浙江理工大學(xué),39,5.多微處理器CNC的硬件結(jié)構(gòu),多微處理器CNC裝置一般采用兩種結(jié)構(gòu)形式，即緊耦合結(jié)構(gòu)和松耦合結(jié)構(gòu)。緊耦合結(jié)構(gòu)中，各微處理器構(gòu)成處理部件，處理部件之間采取緊耦合方式，有集中的操作系統(tǒng)，共享資源。在松耦合結(jié)構(gòu)中，由各微處理器構(gòu)成功能模塊，功能模塊之間采取松耦合方式，有多重操作系統(tǒng)，可以有效地實(shí)現(xiàn)并行處理。多微處理器CNC裝置多采用模塊化結(jié)構(gòu)，每個(gè)微處理器分管各自的任務(wù)，形成特定的功能單元，即功能模塊。與單微處理器CNC裝置相比，多微處理器CNC裝置的運(yùn)算速度有了很大提高，它更適合多軸控制、高進(jìn)給速度、高精度、高效率的數(shù)控要求。,2020/5/31,浙江理工大學(xué),40,（一）多微處理器CNC裝置的基本功能模塊,模塊化結(jié)構(gòu)多微處理器CNC裝置中基本功能模塊有六種。CNC管理模塊管理和組織整個(gè)CNC系統(tǒng)的工作,主要包括初始化、中斷管理、總線裁決、系統(tǒng)出錯(cuò)識(shí)別和處理、系統(tǒng)軟硬件診斷等功能。CNC插補(bǔ)模塊完成插補(bǔ)前的預(yù)處理，如對(duì)零件加工程序的譯碼、刀具半徑補(bǔ)償、坐標(biāo)位移量計(jì)算、進(jìn)給速度處理等，之后進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算，為各個(gè)坐標(biāo)提供位置給定值。位置控制模塊進(jìn)行位置給定值與檢測(cè)器測(cè)得的位置實(shí)際值的比較，進(jìn)行自動(dòng)加減速，回基準(zhǔn)點(diǎn)、伺服系統(tǒng)滯后量的監(jiān)視和飄移補(bǔ)償，最后得到速度控制的模擬電壓，驅(qū)動(dòng)進(jìn)給電機(jī)。,2020/5/31,浙江理工大學(xué),41,存儲(chǔ)器模塊該模塊為程序和數(shù)據(jù)的主存儲(chǔ)器，或?yàn)楣δ苣K間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的共享存儲(chǔ)器。PLC模塊對(duì)零件加工程序中的開關(guān)功能和來(lái)自機(jī)床的信號(hào)進(jìn)行邏輯處理，實(shí)現(xiàn)機(jī)床電氣設(shè)備的起、停，刀具交換，轉(zhuǎn)臺(tái)分度，加工零件和機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的計(jì)數(shù)等。指令、數(shù)據(jù)的輸入輸出及顯示模塊它包括零件加工程序、參數(shù)和數(shù)據(jù)，各種操作命令的輸入輸出及顯示所需要的各種接口電路。,2020/5/31,浙江理工大學(xué),42,（二）多微處理器CNC裝置的典型結(jié)構(gòu),多微處理器CNC裝置各模塊之間的互連和通信主要采用共享總線和共享存儲(chǔ)器兩類結(jié)構(gòu)。共享總線結(jié)構(gòu)在共享總線結(jié)構(gòu)中，將各功能模塊插在配有總線插座的機(jī)框內(nèi)，由系統(tǒng)總線把各個(gè)模塊有效地連接在一起，按照要求交換各種控制指令和數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)各種預(yù)定的功能。下圖共享總線結(jié)構(gòu)框圖。,2020/5/31,浙江理工大學(xué),43,共享存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu),在這種多微處理器結(jié)構(gòu)，采用多端口存儲(chǔ)器來(lái)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(wèn)。由專門的多端口控制邏輯電路解決訪問(wèn)的沖突問(wèn)題。當(dāng)微處理器數(shù)量增多時(shí)，往往會(huì)由于爭(zhēng)用共享而造成信息傳輸?shù)淖枞?，降低系統(tǒng)效率。下圖為共享存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)框圖。,2020/5/31,浙江理工大學(xué),44,（三）多微處理器結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),為了滿足高速化、復(fù)合化、智能化、系統(tǒng)化的要求，現(xiàn)代CNC裝置多采用多微處理器結(jié)構(gòu)，其主要特點(diǎn)是：多微處理器結(jié)構(gòu)多采用模塊化結(jié)構(gòu)，具有比較好的擴(kuò)展性。多微處理器結(jié)構(gòu)的CNC裝置可提供多種選擇功能,可以配置多種控制軟件,因此可適用于多種機(jī)床的控制。系統(tǒng)的集成度和可靠性高。具有很強(qiáng)的通信能力,能很方便地進(jìn)入FMS、CIMS。能夠進(jìn)行多種語(yǔ)言顯示。,2020/5/31,浙江理工大學(xué),45,6.其他CNC的硬件結(jié)構(gòu),用80C31單片機(jī)組成的簡(jiǎn)易數(shù)控裝置的硬件系統(tǒng)圖,2020/5/31,浙江理工大學(xué),46,FANUC-6MB數(shù)控裝置的物理結(jié)構(gòu),2020/5/31,浙江理工大學(xué),47,基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖,2020/5/31,浙江理工大學(xué),48,華中型數(shù)控系統(tǒng)是我國(guó)為數(shù)不多具有自主版權(quán)的高性能數(shù)控系統(tǒng)之一。它以通用的工業(yè)PC機(jī)（IPC）為基礎(chǔ)，采用開放式的體系結(jié)構(gòu)，從而使華中型數(shù)控系統(tǒng)的可靠性和質(zhì)量得到了保證。它適合多坐標(biāo)(2-5)數(shù)控鏜銑床和加工中心，在增加相應(yīng)的軟件模塊后，也可適應(yīng)于其它類型的數(shù)控機(jī)床(數(shù)控磨床、車床、齒輪加工機(jī)床等)以及特種加工機(jī)床（激光加工機(jī)、線切割機(jī)等）。,華中型數(shù)控系統(tǒng)(硬件)簡(jiǎn)介,2020/5/31,浙江理工大學(xué),49,采用模擬式交流/直流伺服單元,2020/5/31,浙江理工大學(xué),50,采用數(shù)字式交流伺服單元,2020/5/31,浙江理工大學(xué),51,教學(xué)型(經(jīng)濟(jì)型)數(shù)控系統(tǒng),2020/5/31,浙江理工大學(xué),52,第三節(jié)CNC裝置的軟件結(jié)構(gòu),CNC系統(tǒng)的軟件是為了完成數(shù)控機(jī)床的各項(xiàng)功能專門設(shè)計(jì)和編制的專用軟件，是系統(tǒng)軟件。由管理軟件和控制軟件組成。,2020/5/31,浙江理工大學(xué),53,軟件與硬件在實(shí)現(xiàn)各種功能的特點(diǎn)和關(guān)系關(guān)系：從理論上講，硬件能完成的功能也可以用軟件來(lái)完成。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。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。軟件設(shè)計(jì)靈活，適應(yīng)性強(qiáng)，但處理速度相對(duì)較慢。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。功能界面劃分的準(zhǔn)則：系統(tǒng)的性能價(jià)格比,2020/5/31,