數(shù)控原理與系統(tǒng) 課件 項(xiàng)目一 數(shù)控系統(tǒng)概述

數(shù)控原理與系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床是是數(shù)字控制機(jī)床（Computernumericalcontrolmachinetools）的簡稱，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號(hào)指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，從而使機(jī)床動(dòng)作并加工零件。HEIDENHAIN(德國,1.DMG,MIKRON)

SIEMENSMITSUBISHIFANUCFAGOR(

西班牙)NUMANDRONICFIDIA(意大利)……核心！??！通過任務(wù)引領(lǐng)的項(xiàng)目活動(dòng)，基于PBL的有效教學(xué)模式，使學(xué)生掌握數(shù)控系統(tǒng)的基本知識(shí)，具備典型數(shù)控系統(tǒng)連接與調(diào)試的基本技能，為后續(xù)《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修》、《數(shù)控機(jī)床機(jī)電聯(lián)調(diào)實(shí)訓(xùn)》課程的學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ)，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生愛崗敬業(yè)、團(tuán)結(jié)協(xié)作的職業(yè)精神。課程任務(wù)專業(yè)能力目標(biāo)：（1）具備查閱數(shù)控系統(tǒng)資料的能力；（2）具備識(shí)別典型數(shù)控系統(tǒng)部件的能力；（3）具備數(shù)控系統(tǒng)部件選型的能力；（4）具備參數(shù)設(shè)置、調(diào)整的能力；（5）初步具備數(shù)控系統(tǒng)性能分析、優(yōu)化的能力；（6）初步具備典型數(shù)控系統(tǒng)連接與調(diào)試的能力。課程教學(xué)內(nèi)容項(xiàng)目任務(wù)學(xué)習(xí)單元參考學(xué)時(shí)項(xiàng)目名稱任務(wù)描述1.數(shù)控系統(tǒng)的認(rèn)知1.理解數(shù)控系統(tǒng)的組成及各部分功能。2.理解數(shù)控系統(tǒng)的主要工作過程。3.學(xué)會(huì)查閱和檢索最新數(shù)控系統(tǒng)資料。1.1數(shù)控系統(tǒng)的基本概念4161.2數(shù)控系統(tǒng)的組成及工作過程81.3數(shù)控系統(tǒng)的分類21.4數(shù)控系統(tǒng)的產(chǎn)生、類型及發(fā)展2課程教學(xué)內(nèi)容項(xiàng)目任務(wù)學(xué)習(xí)單元參考學(xué)時(shí)項(xiàng)目名稱任務(wù)描述2.數(shù)控系統(tǒng)的硬件連接1.掌握數(shù)控系統(tǒng)的工作過程。2.掌握數(shù)控系統(tǒng)的插補(bǔ)原理。3.理解數(shù)據(jù)預(yù)處理的過程、軌跡插補(bǔ)與刀具補(bǔ)償?shù)脑怼?.掌握數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)的裝載、備份2.1CNC裝置的工作過程的認(rèn)知282.2CNC裝置的插補(bǔ)22.3數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)的裝載、備份4課程教學(xué)內(nèi)容項(xiàng)目任務(wù)學(xué)習(xí)單元參考學(xué)時(shí)項(xiàng)目名稱任務(wù)描述3.進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)1.掌握常見伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的連接。2.掌握各伺服軸的初始化定義，懂得各參數(shù)的含義。3.理解伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理、工作特性和伺服放大器的工作原理。4.能根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的要求，對(duì)交流伺服電動(dòng)機(jī)、伺服放大器進(jìn)行選型。3.1伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的概述4163.2步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路43.3交流進(jìn)給伺服系統(tǒng)63.4直流進(jìn)給伺服系統(tǒng)2課程教學(xué)內(nèi)容項(xiàng)目任務(wù)學(xué)習(xí)單元參考學(xué)時(shí)項(xiàng)目名稱任務(wù)描述4.主軸控制系統(tǒng)的連接與調(diào)試1.理解主軸的調(diào)速原理與變頻器的工作原理。2.掌握變頻器與數(shù)控系統(tǒng)的接線與調(diào)試。3.掌握串行主軸的調(diào)試。4.1概述2104.2模擬主軸的連接與調(diào)試64.3串行主軸的連接與調(diào)試25.位置檢測裝置1.理解光電編碼器的工作原理及選型。2.理解光柵的工作原理及選型。3.了解感應(yīng)同步器。5.1概述2125.2光電編碼器45.3光柵45.4感應(yīng)同步器2課程教學(xué)內(nèi)容項(xiàng)目任務(wù)學(xué)習(xí)單元參考學(xué)時(shí)項(xiàng)目名稱任務(wù)描述6.數(shù)控系統(tǒng)中的PLC控制1了解常用的PMC編程指令.2掌握FANUC0i-D系統(tǒng)中PMC的典型功能及應(yīng)用3.掌握CNC軟件數(shù)據(jù)類型及存儲(chǔ)空間。4.能夠用CF卡完成系統(tǒng)參數(shù)、PMC參數(shù)、程序等備份與恢復(fù)5.能夠進(jìn)行批量的數(shù)據(jù)備份6.1數(shù)控系統(tǒng)中的PLC4146.2數(shù)控系統(tǒng)中PLC的信息交換26.3數(shù)控系統(tǒng)中的PLC功能實(shí)現(xiàn)8課程教學(xué)內(nèi)容項(xiàng)目任務(wù)學(xué)習(xí)單元參考學(xué)時(shí)項(xiàng)目名稱任務(wù)描述7.其它典型系統(tǒng)的連接與調(diào)試1.了解Siemens828D數(shù)控系統(tǒng)的硬件組成及各模塊間的連接。2.了解FANUC0i-F數(shù)控系統(tǒng)的硬件組成及各模塊間的連接。3.了解HNC818T數(shù)控系統(tǒng)的硬件組成及各模塊間的連接。7.1西門子828系統(tǒng)的連接與調(diào)試267.2FANUC0i-F系統(tǒng)的連接與調(diào)試27.3華中818T系統(tǒng)的連接與調(diào)試2建議：注意學(xué)習(xí)方法1.大學(xué)生活中，如何學(xué)習(xí)技能和知識(shí)，如何合理可行的安排？思考，如何定位？跨出校門，我該去向何方？2、學(xué)習(xí)如何落實(shí)實(shí)效性，為就業(yè)和終身發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)？3.如何實(shí)施可持續(xù)發(fā)展、終身學(xué)習(xí)？如何成為有領(lǐng)導(dǎo)力的人？學(xué)習(xí)理念4團(tuán)隊(duì)合作健全人格終身學(xué)習(xí)專能開發(fā)能力轉(zhuǎn)型培訓(xùn)——項(xiàng)目一數(shù)控系統(tǒng)概述任務(wù)1數(shù)控系統(tǒng)概述課時(shí)16專業(yè)能力1.能夠描述數(shù)控系統(tǒng)的組成。2.能夠描述數(shù)控系統(tǒng)的主要工作過程。3.能夠查閱各類數(shù)控系統(tǒng)資料。教學(xué)任務(wù)教學(xué)內(nèi)容教學(xué)重難點(diǎn)1.理解數(shù)控系統(tǒng)的組成及各部分功能。2.理解數(shù)控系統(tǒng)的主要工作過程。3.學(xué)會(huì)查閱和檢索最新數(shù)控系統(tǒng)資料。4.掌握機(jī)床電氣裝調(diào)的安全操作守則。1.理解數(shù)控系統(tǒng)的組成及各部分功能。2.理解數(shù)控系統(tǒng)的主要工作過程。3.學(xué)會(huì)查閱和檢索最新數(shù)控系統(tǒng)資料。4.掌握機(jī)床電氣裝調(diào)的安全操作守則。1.數(shù)控系統(tǒng)的組成。2.數(shù)控裝置的信息處理。3.數(shù)控系統(tǒng)的最新發(fā)展。123數(shù)控系統(tǒng)的概念數(shù)控裝置工作工程的認(rèn)知數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展方向目錄4數(shù)控機(jī)床電氣裝調(diào)崗位安全操作守則1.1數(shù)控系統(tǒng)的概念

一數(shù)控技術(shù)的基本概念數(shù)字控制（NumericalControlTechnology，NC）是一種借助數(shù)字化信息（數(shù)字、字符）對(duì)某一工作過程（如加工、測量、裝配等）發(fā)出指令并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的技術(shù)。數(shù)控系統(tǒng)（NumericalControlSystem）采用數(shù)字控制技術(shù)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。數(shù)控機(jī)床（NumericalControlMachineTools）

是采用數(shù)字控制技術(shù)對(duì)機(jī)床的加工過程進(jìn)行自動(dòng)控制的一類機(jī)床。數(shù)控機(jī)床是一種裝有程序控制系統(tǒng)（數(shù)控系統(tǒng)）的高效自動(dòng)化機(jī)床。是數(shù)控技術(shù)典型應(yīng)用的例子。二、數(shù)控系統(tǒng)的組成1.數(shù)控系統(tǒng)一般由輸入/輸出裝置、數(shù)控裝置、驅(qū)動(dòng)裝置、機(jī)床電器邏輯控制裝置四部分組成，機(jī)床本體為被控對(duì)象。輸入/輸出裝置數(shù)控裝置驅(qū)動(dòng)控制裝置機(jī)床電器邏輯控制裝置機(jī)床

程序清單信息載體編程器CAD/CAM系統(tǒng)上位機(jī)程序清單通信線路輸出裝置計(jì)算機(jī)數(shù)字控制裝置（CNC）可編程控制器(PLC)主軸控制單元速度控制單元主軸電機(jī)機(jī)床進(jìn)給電機(jī)位置檢測器2.計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的組成采用計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置的數(shù)控系統(tǒng)稱為CNC。

現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)采用PLC。3.Fanuc0i-C數(shù)控系統(tǒng)的主要部件電源模塊主軸模塊伺服模塊圖中：數(shù)控裝置（背面）正面：顯示器、鍵盤機(jī)床I/O模塊4.Fanuc0i-C數(shù)控系統(tǒng)的部件連接

按控制功能分類點(diǎn)位控制數(shù)控系統(tǒng)僅能實(shí)現(xiàn)刀具相對(duì)于工件從一點(diǎn)到另一點(diǎn)的精確定位運(yùn)動(dòng)；對(duì)軌跡不作控制要求；運(yùn)動(dòng)過程中不進(jìn)行任何加工。適用范圍：數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、數(shù)控沖床和數(shù)控測量機(jī)。三、數(shù)控系統(tǒng)的分類

點(diǎn)位直線數(shù)控系統(tǒng)（平行控制數(shù)控機(jī)床）除了控制點(diǎn)與點(diǎn)之間的準(zhǔn)確定位外，還要控制兩相關(guān)點(diǎn)之間的移動(dòng)速度和路線（軌跡）；運(yùn)動(dòng)路線與坐標(biāo)軸平行移動(dòng)；運(yùn)動(dòng)過程中以指定的進(jìn)給速度進(jìn)行切削。適用范圍：數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床。

輪廓控制數(shù)控系統(tǒng)輪廓控制(連續(xù)控制)系統(tǒng)：具有控制幾個(gè)進(jìn)給軸同時(shí)諧調(diào)運(yùn)動(dòng)(坐標(biāo)聯(lián)動(dòng))，使工件相對(duì)于刀具按程序規(guī)定的軌跡和速度運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過程中進(jìn)行連續(xù)切削加工的數(shù)控系統(tǒng)。適用范圍：數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心等用于加工曲線和曲面的機(jī)床?，F(xiàn)代的數(shù)控機(jī)床基本上都是裝備的這種數(shù)控系統(tǒng)。

按聯(lián)動(dòng)軸數(shù)分，2軸聯(lián)動(dòng)（平面曲線）2軸半聯(lián)動(dòng)（空間曲面）3軸聯(lián)動(dòng)（空間曲面，球頭刀）4軸聯(lián)動(dòng)（空間曲面）5軸聯(lián)動(dòng)及6軸聯(lián)動(dòng)（空間曲面）。聯(lián)動(dòng)軸數(shù)越多數(shù)控系統(tǒng)的控制算法就越復(fù)雜。

三軸兩聯(lián)動(dòng)加工-----“行切法”。以X、Y、Z軸中任意兩軸作插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，另一軸（軸）作周期性進(jìn)給。

三軸聯(lián)動(dòng)加工下圖為內(nèi)循環(huán)滾珠螺母的回珠器示意圖。

四軸聯(lián)動(dòng)加工方法如下圖所示的飛機(jī)大梁，其加工面為直紋扭曲面，若采用三座標(biāo)聯(lián)動(dòng)加工，則只能用球頭刀。不僅效率低，而且加工表面粗糙度差，為此可采用如圖所示的圓柱銑刀周邊切削方式在四軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床上進(jìn)行加工。由于計(jì)算較復(fù)雜，故一般采用自動(dòng)編程。

五軸聯(lián)動(dòng)加工船用螺旋槳是五座標(biāo)聯(lián)動(dòng)加工的典型零件之一。由于其曲率半徑較大，一般采用端銑刀進(jìn)行加工，為了保證端銑刀的端面加工處的曲面的切平面重合，銑刀除了需要三個(gè)移動(dòng)軸（X、Y、Z）外，還應(yīng)作螺旋角（與R有關(guān)），與后傾角（與有關(guān)）的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。并且還要作相應(yīng)的附加補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)（擺動(dòng)中民與銑刀的刀位點(diǎn)不重合）。綜上所述，葉面的加工需要五軸（X、Y、Z、A、B）聯(lián)動(dòng)，這種編程只能利用自動(dòng)編程系統(tǒng)。

按進(jìn)給伺服系統(tǒng)的類型分類按數(shù)控系統(tǒng)的進(jìn)給伺服子系統(tǒng)有無位置測量裝置可分為開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)和閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，在閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)中根據(jù)位置測量裝置安裝的位置又可分為全閉環(huán)和半閉環(huán)兩種。

開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)沒有位置測量裝置，信號(hào)流是單向的（數(shù)控裝置→進(jìn)給系統(tǒng)），故系統(tǒng)穩(wěn)定性好。電機(jī)機(jī)械執(zhí)行部件A相、B相C相、…f、nCNC插補(bǔ)指令脈沖頻率f脈沖個(gè)數(shù)n換算脈沖環(huán)形分配變換功率放大

半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的位置采樣點(diǎn)如圖所示，是從驅(qū)動(dòng)裝置(常用伺服電機(jī))或絲杠引出，采樣旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行檢測，不是直接檢測運(yùn)動(dòng)部件的實(shí)際位置。位置控制調(diào)節(jié)器速度控制調(diào)節(jié)與驅(qū)動(dòng)檢測與反饋單元位置控制單元速度控制單元++--電機(jī)機(jī)械執(zhí)行部件CNC插補(bǔ)指令實(shí)際位置反饋實(shí)際速度反饋

全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的位置采樣點(diǎn)如圖的虛線所示，直接對(duì)運(yùn)動(dòng)部件的實(shí)際位置進(jìn)行檢測。位置控制調(diào)節(jié)器速度控制調(diào)節(jié)與驅(qū)動(dòng)檢測與反饋單元位置控制單元速度控制單元++--電機(jī)機(jī)械執(zhí)行部件CNC插補(bǔ)指令實(shí)際位置反饋實(shí)際速度反饋按工藝用途分類金屬切削加工類：數(shù)控鏜銑床、數(shù)控車床、數(shù)控磨床、加工中心、數(shù)控齒輪加工機(jī)床等。金屬成型加工類：數(shù)控折彎機(jī)、數(shù)控彎管機(jī)等。特種加工類：數(shù)控線切割機(jī)、電火花加工機(jī)、激光加工機(jī)等。測量繪圖類：數(shù)控裝配機(jī)、數(shù)控測量機(jī)等。1.2數(shù)控裝置工作工程的認(rèn)知

一、數(shù)控系統(tǒng)的主要工作過程

軌跡插補(bǔ)、位置控制程序輸入-加工信息預(yù)處理-開關(guān)量控制狀態(tài)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)輸入內(nèi)部外部程序編輯器磁盤、計(jì)算機(jī)通信數(shù)控加工程序譯碼幾何、工藝數(shù)據(jù)開關(guān)量控制

PLC刀具交換、切削液開關(guān)等插補(bǔ)同步調(diào)節(jié)器反饋位置處理M:電動(dòng)機(jī)W:位置傳感器給定量：X1、構(gòu)成

2、各部分的功能1）輸入裝置:

完成程序,參數(shù)等信息的輸入

MDI

信息載體2)輸出裝置:完成打印,穿孔顯示等3)通信線路:實(shí)現(xiàn)串行通訊及網(wǎng)絡(luò)功能4)CNC:

完成與外圍設(shè)備聯(lián)系,控制系統(tǒng)各部分功能5)PLC:

完成機(jī)床的順序控制,換刀,APC等,一般分為獨(dú)立型PLC和內(nèi)裝型PLC6)主軸單元:

接受CNC的指令,控制主軸電機(jī)的轉(zhuǎn)速及旋向7)速度單元:

接收CNC的指令,控制各伺服軸的動(dòng)作

二、CNC裝置的工作過程1.輸入數(shù)據(jù):零件程序、控制參數(shù)和補(bǔ)償量形式:光電閱讀機(jī)、鍵盤、磁盤、RS232-C接口輸入、DNC接口輸入、網(wǎng)絡(luò)輸入工作方式:存儲(chǔ)方式和MDI(手工直接輸入)

此外還要完成無效碼的刪除,代碼檢驗(yàn)和轉(zhuǎn)換.

2.譯碼

主要是將標(biāo)準(zhǔn)程序格式翻譯成便于計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)的格式（高級(jí)語言→機(jī)器語言）,并完成語法檢查,若有錯(cuò)誤就提示報(bào)警.3.刀具補(bǔ)償包括刀具長度補(bǔ)償和刀具半徑補(bǔ)償.此外,先進(jìn)的數(shù)控系統(tǒng)還有C刀具補(bǔ)償,還包括程序段之間的自動(dòng)轉(zhuǎn)接和過切削判別.

4.進(jìn)給速度處理—分解合速度編程給的刀具移動(dòng)速度,是各坐標(biāo)合成方向上的速度.進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的速度是不能突變的.

為保證進(jìn)給速度的變化平穩(wěn)快速,以避免沖擊失步超程振動(dòng)或工件超差,需要進(jìn)行加減速控制.

加減速控制多數(shù)采用軟件實(shí)現(xiàn),在插補(bǔ)前進(jìn)行,稱為前加減速控制,在插補(bǔ)前進(jìn)行,稱為后加減速控制.

5.插補(bǔ)—“數(shù)據(jù)點(diǎn)的密化”每個(gè)插補(bǔ)周期運(yùn)行一次.

插補(bǔ)完成了數(shù)控系統(tǒng)的主要工作，目前數(shù)控系統(tǒng)幾乎都可以實(shí)現(xiàn)納米插補(bǔ)。

6.位置控制

:處在伺服回路的位置環(huán)上.

在每個(gè)采樣周期內(nèi),用理論位置與實(shí)際反饋位置相比較,用差值去控制伺服電動(dòng)機(jī),完成增益調(diào)整、螺距誤差補(bǔ)償和反向間隙補(bǔ)償,以提高機(jī)床定位精度.7.I/O處理處理面板開關(guān)信號(hào),機(jī)床電氣信號(hào)的輸入輸出和控制(如換刀、換檔、冷卻等)

8.顯示零件程序的顯示、參數(shù)顯示、刀具位置顯示,還包括刀具加工軌跡的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)圖形顯示.9.診斷聯(lián)機(jī)診斷:CNC裝置中的各診斷程序.

脫機(jī)診斷:CNC裝置配備有各種脫機(jī)診斷程序.

硬件是構(gòu)成計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置的基礎(chǔ)，它決定了數(shù)控裝置的基本功能，不同的系統(tǒng)其組成結(jié)構(gòu)不同，功能也相差甚遠(yuǎn)，根據(jù)使用要求的不同可采用不同的結(jié)構(gòu)。CNC裝置的硬件結(jié)構(gòu)一般分為單微處理器結(jié)構(gòu)（CPU）結(jié)構(gòu)和多微處理器（CPU）結(jié)構(gòu)。六、CNC裝置的硬件結(jié)構(gòu)

（一）、按CNC裝置的硬件結(jié)構(gòu)分1．單微處理器數(shù)控系統(tǒng)單微處理器數(shù)控系統(tǒng)

以各種接口相連接，采用微處理器（CPU）為核心，CPU通過總線與存儲(chǔ)器以及集中控制，分時(shí)處理的工作方式，完成數(shù)控加工中各個(gè)任務(wù)。有的CNC裝置雖然有兩個(gè)以上的微處理器，但其中只有一個(gè)微處理器能控制總線，其它的CPU只是附屬的專用智能部件，不能控制總線，不能訪問主存儲(chǔ)器。它們之間構(gòu)成主從結(jié)構(gòu)，也屬于單微處理器結(jié)構(gòu)。

單微處理器數(shù)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)：

單微處理器數(shù)控系統(tǒng)特點(diǎn)：

(1).采用集中控制，分時(shí)處理的工作方式，完成數(shù)控加工中各個(gè)任務(wù)。

(2).CPU通過總線與各接口電路相連.

(3).結(jié)構(gòu)簡單,實(shí)現(xiàn)容易.

2、多微處理器數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)多微處理器數(shù)控系統(tǒng)由兩個(gè)或兩個(gè)以上的CPU構(gòu)成處理部件，各處理部件之間通過一組公用地址和數(shù)據(jù)總線進(jìn)行連接。每個(gè)CPU都可享用系統(tǒng)公用存儲(chǔ)器或I／O接口，并分擔(dān)一部分?jǐn)?shù)控功能，從而將單微處理器的CNC裝置中順序完成的工作，轉(zhuǎn)變?yōu)槎辔⑻幚砥鞑⑿?、同時(shí)完成的工作，因而大大增強(qiáng)了整個(gè)系統(tǒng)的性能。

多微處理器的基本功能模塊

CNC管理模塊

具有管理和組織整個(gè)CNC系統(tǒng)工作過程的職能。例如系統(tǒng)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。

CNC插補(bǔ)模塊

對(duì)工件加工程序進(jìn)行譯碼、刀具補(bǔ)償、坐標(biāo)位移量計(jì)算和進(jìn)給速度處理等插補(bǔ)前的預(yù)處理工作。然后按給定的插補(bǔ)類型和軌跡坐標(biāo)進(jìn)行插補(bǔ)計(jì)算，向各個(gè)坐標(biāo)軸發(fā)出位置指令值。位置控制模塊

將插補(bǔ)后的坐標(biāo)位置指令值與位置檢測單元反饋回來的實(shí)際位置值進(jìn)行比較，并進(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)視和漂移補(bǔ)償，得到速度控制的模擬電壓，驅(qū)動(dòng)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)。

PLC模塊

對(duì)加工程序中的開關(guān)功能和來自機(jī)床的信號(hào)進(jìn)行邏輯處理，實(shí)現(xiàn)各功能與操作方式之間的連鎖，如機(jī)床電氣設(shè)備的起動(dòng)與停止、刀具交換、回轉(zhuǎn)臺(tái)分度、工件數(shù)量和運(yùn)行時(shí)間的計(jì)算等。操作面板監(jiān)控和顯示模塊

包括加工程序、參數(shù)和數(shù)據(jù)、各種操作命令的輸入（如通過紙帶閱讀機(jī)、鍵盤或上級(jí)計(jì)算機(jī)等）和輸出（如通過打印機(jī)、紙帶穿孔機(jī)等）以及顯示（如通過CRT、液晶顯示器等）所需要的各種接口電路。存儲(chǔ)器模塊

既可以是存放程序和數(shù)據(jù)的主存儲(chǔ)器，也可以是各功能模塊間傳送數(shù)據(jù)用的共享存儲(chǔ)器。

多微處理器CNC裝置的典型結(jié)構(gòu)采用多微處理器結(jié)構(gòu)的CNC裝置，有共享總線和共享存儲(chǔ)器兩種典型結(jié)構(gòu)。共享總線結(jié)構(gòu)以系統(tǒng)總線為中心，把組成CNC裝置的各種功能模塊劃分為帶有CPU的各種主模塊和不帶CPU的各種從模塊，如RAM／ROM模塊或I／O模塊是從模塊，管理模塊、控制模塊、插補(bǔ)模塊是主模塊。所有主、從模塊共享是嚴(yán)格定義的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)總線。系統(tǒng)總線的作用有效地連接各個(gè)模塊，按照要求交換各種數(shù)據(jù)和控制信息，構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng)。

共享存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)是面向公共存儲(chǔ)器來設(shè)計(jì)的，即采用多端口來實(shí)現(xiàn)各主模塊之間的互聯(lián)和通訊，同共享總線結(jié)構(gòu)一樣，該系統(tǒng)在同一時(shí)刻也只能允許有一主模塊對(duì)多端口存儲(chǔ)器進(jìn)行訪問（讀／寫），所以，也必須有一套多端口控制邏輯來解決訪問沖突這一矛盾。但由于多端口存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)較復(fù)雜，而目對(duì)兩個(gè)以上的主模塊，會(huì)因爭用存儲(chǔ)器可能造成存儲(chǔ)器傳輸信息的阻塞，降低系統(tǒng)效率，給擴(kuò)展功能造成困難，所以一般采用雙端口存儲(chǔ)器（雙端口RAM）。

（二）、按照電路板結(jié)構(gòu)分：

1.大板結(jié)構(gòu)：主電路板是大板，其他電路板是小印刷電路板，它們插在電路板的插槽內(nèi)一塊構(gòu)成CNC裝置，如FANUC-C,0等。

2.模塊化結(jié)構(gòu)：控制單元母版框架，各功能模塊，軟件硬件的設(shè)計(jì)成模塊化。

特點(diǎn)：各功能塊功能獨(dú)立，便于開發(fā)同一功能的系列產(chǎn)品，維修維護(hù)方便。

CNC系統(tǒng)軟件是一個(gè)典型而又復(fù)雜的實(shí)時(shí)系統(tǒng)。將首先介紹系統(tǒng)軟硬件界面的關(guān)系，然后從系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)流的角度來分析CNC裝置的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程，并從多任務(wù)性和實(shí)時(shí)性的角度來分析CNC系統(tǒng)軟件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn).七、CNC裝置的軟件結(jié)構(gòu)

數(shù)控裝置系統(tǒng)軟件構(gòu)成框圖：1.CNC裝置的軟件系統(tǒng)特點(diǎn)

CNC系統(tǒng)是典型的實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)。CNC裝置的系統(tǒng)軟件則可看成是一個(gè)專用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。由于其應(yīng)用領(lǐng)域是工業(yè)控制領(lǐng)域（多任務(wù)性、實(shí)時(shí)性），因此，分析和了解這些要求是至關(guān)重要的，因?yàn)樗仁窍到y(tǒng)設(shè)計(jì)和將來軟件測試的重要依據(jù)，也是確定系統(tǒng)功能和性能指標(biāo)的過程。同時(shí)，這些要求也應(yīng)是CNC系統(tǒng)軟件的特點(diǎn)。

2．CNC系統(tǒng)多任務(wù)性及并行工作方式

數(shù)控加工時(shí)，CNC系統(tǒng)要完成許多任務(wù)，有的任務(wù)對(duì)實(shí)時(shí)性要求很高，有的任務(wù)無實(shí)時(shí)性要求。在多數(shù)情況下，幾個(gè)任務(wù)必須同時(shí)進(jìn)行。舉例為使操作人員能及時(shí)地了解CNC系統(tǒng)的工作狀態(tài)，軟件中的顯示模塊必須與控制軟件同時(shí)運(yùn)行。在插補(bǔ)加工運(yùn)行時(shí)，軟件中的零件程序輸入模塊必須與控制軟件同時(shí)運(yùn)行。而控制軟件運(yùn)行時(shí)，本身的一些處理模塊也必須同時(shí)運(yùn)行。

CNC多任務(wù)并行處理圖例：1.3數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展方向數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢運(yùn)行高速化加工高精化控制智能化交互網(wǎng)絡(luò)化功能復(fù)合化驅(qū)動(dòng)并聯(lián)化看車削中心

信息化的車銑加工中心

數(shù)控加工中心數(shù)顯式機(jī)床1.4數(shù)控機(jī)床電氣裝調(diào)崗位安全操作守則一、電氣裝調(diào)安全操作守則1.安全第一，強(qiáng)電危險(xiǎn)！2.不得隨意搬動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)各部件，不得用金屬物體在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上指指點(diǎn)點(diǎn)。3.實(shí)驗(yàn)臺(tái)固定器件不得拆裝，不得踏踩試驗(yàn)設(shè)備和電纜等。4.強(qiáng)電部分調(diào)試完成后，必須裝上強(qiáng)電蓋板，否則如造成人身傷害，后果自負(fù)；重新接線后必須經(jīng)指導(dǎo)老師檢查，確認(rèn)后方可上電，否則如造成損壞，必須照價(jià)賠償。5.未經(jīng)指導(dǎo)教師同意，不得調(diào)整機(jī)床的機(jī)械部件。一、電氣裝調(diào)安全操作守則6.未經(jīng)指導(dǎo)教師同意，不得調(diào)整機(jī)床的電氣連接。7.未經(jīng)指導(dǎo)教師同意，不得隨意提前修改機(jī)床參數(shù)及P