计算机数控系统课件.ppt

*電腦數控系統3．1電腦數控(CNC)系統的基本概念電腦數控(computerizednumericalcontrol，簡稱CNC)系統是用電腦控制加工功能數值控制的系統。CNC系統根據電腦記憶體中存儲的控制程式，執行部分或全部數值拓能，由一臺電腦完成以前機床數控裝置所完成的硬體功能，對機床運動進行即時控制。3．2微處理器數控(MNC)系統的組成大多數CNC裝置現在都採用微處理器構成的電腦裝置，故也可稱微處理器數控(MNC)。MNC一般由中央處理單元(CPU)和匯流排、記憶體(ROM，RAM)、輸入偷出(I／0)電路及相應的外部設備、PLC、主軸控制單元、速度進給控制單元等組成。3.2.1中央處理單元(CPU)和匯流排(BUS)

CPU是微型電腦的核心，由運算器、控制器和內寄存器組組成。它對系統內的部件及操作進行統一的控制，按程式中指令的要求進行各種運算，使系統成為一個有機整體。3.2.2記憶體(memory)

(1)概述記憶體用於存儲系統軟體(管理軟體和控制軟體)和零件加工程式等，並將運算的中隨和處理後的結果(資料)存儲起來。(2)半導體記憶體的分類3.2.3輸入偷出(I／O)介面電路及相應的外部設備

(1)I／O介面(2)外部I／O設備及I／O介面(3)機床的I／O控制通道3．3CNC系統的硬體結構

3．3．1單微處理機與多微處理機結構

1．單微處理機結構2．多微處理機結構(1)多微處理機的結構特點(2)多微處理機CNC裝置的結構分類3.3.2大板式結構與功能模組式結構

1.大板式結構大板式結構CNC系統的CNC裝置有電路板、位置控制板、PLC板、圖形控制板和電源單位元組成。2.功能模組式結構在採用功能模組式結構的CNC裝置中，整個CNC裝置按功能劃分為模組，硬體和軟體的設睬用模組化設計方法，即每個功能模組被做成尺寸相同的印刷電路板(稱功能模組)，而相應麒塊的控制軟體也模組化。3．4CNC系統的軟體

3．4．1CNC系統軟體的組成與功能1．輸入程式2．解碼程式(1)代碼的識別(2)功能代碼的解碼3.數據處理程式(1)刀具半徑補償的概念（2）刀具半徑補償中執行程式段的工作方式(3)C功能刀縣半徑補償4.插補計算程式5．伺服(位置)控制軟體6.輸出程式7.管理程式8．診斷程式3．4．2CNC系統軟體的特點和結構

1．CNC系統軟體的特點(1)多任務並行處理(2)多重即時中斷處理2．CNC系統軟體結構的分類(1)前後臺型結構(2)多重中斷型結構(3)功能模組軟體結構3．5CNC系統的工作過程3．5．1CNC系統的數據段歷程3.5.2CNC系統自動工作時的總體流程

3．6運動軌跡的插補原理

1．直線插補2．曲線插補3．NC與CNC插補3．6．2運動軌跡插補的方法1．脈衝增量法(標準脈衝插補referencepulse)——行程標量插補2．資料採樣法(sampleddata)——時間標量插補3．軟體/硬體相配合的兩級插補法3．6．3逐點比較法1．逐點比較法的腺理2．逐點比較法I象限直線插補3．逐點比較法I象限逆圓插補4．插補象限和圓弧走向處理5．逐點比較法的應用3．6．4DDA法——數字積分法1.DDA法的原理2.數字積分直線插補3.數主積分法圓弧插補4.DDA法插補象限與圓弧走向的處理5.DDA法的應用3.6.5數據採樣法1．插補週期與位置控制週期2．插補週期與精度、速度之間的關係3．資料採樣法直線插補4．資料採樣法圓弧插補(1)基本原理(2)演算法實現(3)終點判別(4)誤差分析3．7進給運動的誤差補償3．7．1機床加工零件誤差的來源(1)齒隙或間隙在齒輪傳動系統中，齒輪間隙是引起傳動誤差的一個主要原因。(2)螺距誤差開環和半閉環數控機床的定位精度主要取決於高精度的滾珠絲杠。(3)熱變形誤差。(4)機床構件的扭曲與變形傳動軸或絲杠在扭矩作用下的扭曲變形引起無效運動，造成加工件的偏差。(5)機床溜板的摩擦在數控機床中幹摩擦是不允許的，因為幹摩擦會導致爬行現象。(6)刀具的長度改變數控機床在加工同一零件的過程中要更換刀具，而刀具由於經常使用會磨損。3．7．2螺距誤差補償1．螺距誤差補償的原理2．螺距誤差補償的方法3．螺距誤差補償的步驟(1)安裝高精度位移測量裝置。(2)編制簡單的程式，在整個行