數(shù)控機床與維護3章1節(jié)課件

1、第三章 數(shù) 控 系 統(tǒng) 一、經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng) 經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)的特點是，結(jié)構(gòu)簡單、造價低、維修調(diào)試方便、運行維護費用低等優(yōu)點，一般用于使用步進電機的開環(huán)系統(tǒng) 微機系統(tǒng) CPU 存儲器 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) 微機系統(tǒng) 微機是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 存儲器 存儲器的功能是儲器數(shù)據(jù)和程序 I/O接口電路 輔助電路 包括驅(qū)動電路，譯碼電路，復位電路 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

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將其處理和放大后推動主軸電機旋轉(zhuǎn)。 通信接口 為了與外界溝通信息，數(shù)控系統(tǒng)均設(shè)有標準的RS232C串行通訊接口或其他標準接口。 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 插補運算程序 插補運算的功能是將用戶輸入的各種加工程序經(jīng)計算機處理后給出各進給軸的運動方向及位移大小脈沖信號。這是實時性很強的任務(wù)，它必須跟隨刀具的運動實時進行 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 速度控制是和插補運算緊密相關(guān)的，在插補運算的同時還必須給出各進給軸的運動速度大小 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，它主要負責鍵盤和顯示器的管理、中斷信號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)的自診斷和運行診斷兩部分，當系統(tǒng)發(fā)生故障后能給出相應(yīng)的報警信息。 二、標準型數(shù)控系統(tǒng) 標準型數(shù)控系統(tǒng)又稱為全功能數(shù)控系統(tǒng)，是相對于經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)而言的，它的各種性能指標均高于經(jīng)濟型數(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) 標準型數(shù)控系

4、統(tǒng)組成特點 微機系統(tǒng) 與經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)相比標準型數(shù)控系統(tǒng)所采用的CPU要運算速度更快，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 進給伺服控制模塊 進給伺服系統(tǒng)一般由速度控制和位置控制兩個控制環(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同時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給軸在運動的各時刻的位置檢測 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) 標準型數(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 1) CNC裝置內(nèi)只有一個CPU，系統(tǒng)對程序輸入、存儲器管理、插補運算、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)控機床的總?cè)蝿?wù)劃分為各個子任務(wù)，每一子任務(wù)均由一個獨立的CPU來完成。它有以下優(yōu)點 1) 性能價格比高 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) 標準型數(shù)控系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)特點 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進行。 所謂并行處理是指計算機在同一時間或同一時間間隔內(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)是計算機軟、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：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)和機床驅(qū)動部分之間有多種國際標準數(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)動之間通信具有高可靠性、大信息量和高傳輸速率，可進行多軸數(shù)控機床或數(shù)控生產(chǎn)線的控制 用戶可根據(jù)需要選用通用計算機控制，利用PC機上的DOS或WINDOWS平臺來構(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