數(shù)控機(jī)床與維護(hù)3章1節(jié)課件

1、第三章 數(shù) 控 系 統(tǒng) 一、經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng) 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)是，結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低、維修調(diào)試方便、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，一般用于使用步進(jìn)電機(jī)的開環(huán)系統(tǒng) 微機(jī)系統(tǒng) CPU 存儲(chǔ)器 I/O接口電路 輔助電路 開關(guān)量控制電路 主軸控制 通信接口 軟件 第一節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)的基本組成圖3-1 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控結(jié)構(gòu)系統(tǒng)件第一節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)的基本組成第三章 數(shù) 控 系 統(tǒng) 微機(jī)系統(tǒng) 微機(jī)是CNC系統(tǒng)的核心部件在硬件方面主要包含以下幾方面內(nèi)容 CPU 存儲(chǔ)器 存儲(chǔ)器的功能是儲(chǔ)器數(shù)據(jù)和程序 I/O接口電路 輔助電路 包括驅(qū)動(dòng)電路，譯碼電路，復(fù)位電路 第一節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)的基本組成第三章 數(shù) 控 系 統(tǒng) 開關(guān)量控制電路 微機(jī)

2、在軟件的控制下完成對M、T、S等指令的處理，經(jīng)電平轉(zhuǎn)換后傳送給相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成對M、T、S等指令的執(zhí)行 主軸控制 主軸控制的功能是接受CPU的主軸控制脈沖信號(hào)將其處理和放大后推動(dòng)主軸電機(jī)旋轉(zhuǎn)。 通信接口 為了與外界溝通信息，數(shù)控系統(tǒng)均設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)的RS232C串行通訊接口或其他標(biāo)準(zhǔn)接口。 軟件 第一節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)的基本組成第三章 數(shù) 控 系 統(tǒng) 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)的軟件主要完成對系統(tǒng)的監(jiān)控與其它各種控制功能 輸入數(shù)據(jù)處理程序 插補(bǔ)運(yùn)算程序 插補(bǔ)運(yùn)算的功能是將用戶輸入的各種加工程序經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后給出各進(jìn)給軸的運(yùn)動(dòng)方向及位移大小脈沖信號(hào)。這是實(shí)時(shí)性很強(qiáng)的任務(wù)，它必須跟隨刀具的運(yùn)動(dòng)實(shí)時(shí)進(jìn)行 第一節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)

3、的基本組成第三章 數(shù) 控 系 統(tǒng) 速度控制程序 速度控制是和插補(bǔ)運(yùn)算緊密相關(guān)的，在插補(bǔ)運(yùn)算的同時(shí)還必須給出各進(jìn)給軸的運(yùn)動(dòng)速度大小 管理和診斷程序 1) 管理程序 系統(tǒng)管理程序?qū)嵸|(zhì)就是系統(tǒng)控制程序，它主要負(fù)責(zé)鍵盤和顯示器的管理、中斷信號(hào)的處理以及各功能模塊的協(xié)調(diào)。第三章 數(shù) 控 系 統(tǒng) 第一節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)的基本組成 2) 診斷程序 診斷程序主要包括系統(tǒng)的自診斷和運(yùn)行診斷兩部分，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障后能給出相應(yīng)的報(bào)警信息。 二、標(biāo)準(zhǔn)型數(shù)控系統(tǒng) 標(biāo)準(zhǔn)型數(shù)控系統(tǒng)又稱為全功能數(shù)控系統(tǒng)，是相對于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)而言的，它的各種性能指標(biāo)均高于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)第一節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)的基本組成第三章 數(shù) 控 系 統(tǒng) 標(biāo)準(zhǔn)型數(shù)控系

4、統(tǒng)組成特點(diǎn) 微機(jī)系統(tǒng) 與經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)相比標(biāo)準(zhǔn)型數(shù)控系統(tǒng)所采用的CPU要運(yùn)算速度更快，字長更長，主要有8086、80286、80386、PENTIUM、PII等。 可編程控制器（PLC） 可編程控制器作用是用來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)輔助功能（M、S、T）的控制。 第一節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)的基本組成第三章 數(shù) 控 系 統(tǒng) 主軸控制模塊 它的任務(wù)是控制主軸轉(zhuǎn)速和主軸定位 進(jìn)給伺服控制模塊 進(jìn)給伺服系統(tǒng)一般由速度控制和位置控制兩個(gè)控制環(huán)節(jié)組成，CNC根據(jù)位置控制單元的信息處理并輸出控制信號(hào)同時(shí)通過速度控制單元完成速度控制 檢測模塊 檢測模塊完成主軸和進(jìn)給軸在運(yùn)動(dòng)的各時(shí)刻的位置檢測 輸入、輸出及通信模塊 該模塊完成程序的輸

5、入與輸出，傳遞人機(jī)對話界面所需的各種信息 第一節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)的基本組成第三章 數(shù) 控 系 統(tǒng) 標(biāo)準(zhǔn)型數(shù)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) 按CNC系統(tǒng)使用的微處理器個(gè)數(shù)來劃分，CNC系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)一般可分為單微處理器和多微處理器兩大類 單微處理器結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 1) CNC裝置內(nèi)只有一個(gè)CPU，系統(tǒng)對程序輸入、存儲(chǔ)器管理、插補(bǔ)運(yùn)算、輸入/輸出控制、CRT顯示等任務(wù)均由該CPU來完成。 第一節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)的基本組成第三章 數(shù) 控 系 統(tǒng) 2) CPU通過地址、數(shù)據(jù)和控制（AB、DB、CB）三大總線與各個(gè)控制單元相連，完成信息交換。 3) 由于系統(tǒng)為單CPU結(jié)構(gòu)，因此其功能、速度等受微處理器本身性能的限制而有一定的局限性 多

6、微處理器結(jié)構(gòu) 多微處理器結(jié)構(gòu)的CNC是將數(shù)控機(jī)床的總?cè)蝿?wù)劃分為各個(gè)子任務(wù)，每一子任務(wù)均由一個(gè)獨(dú)立的CPU來完成。它有以下優(yōu)點(diǎn) 1) 性能價(jià)格比高 第一節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)的基本組成第三章 數(shù) 控 系 統(tǒng) 第一節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)的基本組成 圖3-2 多微處理器共享總線結(jié)構(gòu)框圖 2) 容易實(shí)現(xiàn)模塊化結(jié)構(gòu) 如圖3-2所示第三章 數(shù) 控 系 統(tǒng) 標(biāo)準(zhǔn)型數(shù)控系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 第一節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)的基本組成 多任務(wù) 如圖33第三章 數(shù) 控 系 統(tǒng) 并行處理 在許多情況下，管理和控制的某些工作必須同時(shí)進(jìn)行。 所謂并行處理是指計(jì)算機(jī)在同一時(shí)間或同一時(shí)間間隔內(nèi)要完成兩種或兩種以上性質(zhì)相同或不相同的工作。第一節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)的基本組

7、成第三章 數(shù) 控 系 統(tǒng) 三、開放式數(shù)控系統(tǒng) 開放式數(shù)控系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)、信息技術(shù)，控制技術(shù)融入數(shù)控技術(shù)的產(chǎn)物，代表了今后數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展方向。開放式數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)：第三章 數(shù) 控 系 統(tǒng) 第一節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)的基本組成 開放式數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床驅(qū)動(dòng)部分之間有多種國際標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字通信接口（同軸電纜或光纜）和通信協(xié)議來控制伺服軸、主軸及PLC的輸入、輸出 數(shù)控系統(tǒng)和伺服驅(qū)動(dòng)之間通信具有高可靠性、大信息量和高傳輸速率，可進(jìn)行多軸數(shù)控機(jī)床或數(shù)控生產(chǎn)線的控制 用戶可根據(jù)需要選用通用計(jì)算機(jī)控制，利用PC機(jī)上的DOS或WINDOWS平臺(tái)來構(gòu)造自己的軟件。第一節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)的基本組成第三章 數(shù) 控 系 統(tǒng) 用戶可根據(jù)自己的設(shè)備特點(diǎn)和需求，只要花很少的工作量即可改變數(shù)控系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)，以建立不同