第五章 计算机数控装置 5,1计算机数控装置的组成结构 5.2数控加工程序的输入 5.3数控加工程序的预处理 5.4本章小结 5.5思考题与习题
第五章 计算机数控装置 5.1计算机数控装置的组成结构 5.2数控加工程序的输入 5.3数控加工程序的预处理 5.4本章小结 5.5思考题与习题
教学要求： 本章主要介绍计算机数控(CNC)装置的 工作原理，包括CNC装置的组成结构、数 控加工程序的输入、数控加工程序的预处 理、插补原理等内容。 通过本章的学习，应了解CNC的组成 结构，熟悉数控加工程序的处理过程，以 便更好地使用、维修数控机床
教学要求: 本章主要介绍计算机数控(CNC)装置的 工作原理，包括CNC装置的组成结构、数 控加工程序的输入、数控加工程序的预处 理、插补原理等内容。 通过本章的学习，应了解CNC的组成 结构，熟悉数控加工程序的处理过程，以 便更好地使用、维修数控机床
5.1计算机数控装置的组成结构 计算机数控(CNC)装置是面向数控机床数 控而设计的专用计算机系统。它以计算机为核 心，配有专用的/○接口，利用软件处理数字信 息，实现数字控制功能。 与一般的硬件数控相比，CNC装置的数控功 能是通过软件实现的，因此具有很好的灵活性 和通用性。 与一般微机相比，由于CNC装置是面向工业 环境设计的，因而具有可靠性、抗干扰能力和 工作稳定等特点。正式由于以上优点，CNC装 置在实际生产中得到了广泛应用
5.1计算机数控装置的组成结构 计算机数控（CNC）装置是面向数控机床数 控而设计的专用计算机系统。它以计算机为核 心，配有专用的I/O接口，利用软件处理数字信 息，实现数字控制功能。 与一般的硬件数控相比，CNC装置的数控功 能是通过软件实现的，因此具有很好的灵活性 和通用性。 与一般微机相比，由于CNC装置是面向工业 环境设计的，因而具有可靠性、抗干扰能力和 工作稳定等特点。正式由于以上优点，CNC装 置在实际生产中得到了广泛应用
5.1.1、CNC装置的组成及硬件结构 从自动控制的角度来看，CNC系统是一种位 置（轨迹）控制系统，其本质上是以多执行部 件（各运动轴）的位移量为控制对象并使其协调 运动的自动控制系统，是一种配有专用操作系 统的计算机控制系统。 从外部特征来看，CNC系统是由硬件（通用 硬件和专用硬件)和软件（专用）两大部分组 成的
5.1.1、CNC装置的组成及硬件结构 从自动控制的角度来看，CNC系统是一种位 置（轨迹）控制系统，其本质上是以多执行部 件(各运动轴)的位移量为控制对象并使其协调 运动的自动控制系统，是一种配有专用操作系 统的计算机控制系统。 从外部特征来看，CNC系统是由硬件（通用 硬件和专用硬件）和软件（专用）两大部分组 成的
CNC系统的功能 数控系统的功能通常包括基本功能和选择功能。 基本功能是数控系统必备的功能，选择功能是供 用户根据机床特点和用途进行选择的功能。CNC 系统的功能主要反映在准备功能G指令代码和辅助 功能M指令代码上。下面介绍其主要功能： 1)控制功能 6)辅助功能 2)准备功能 7)刀具功能 3)插补功能 8)补偿功能 4)进给功能 9)字符、图形显示功能 5)主轴功能 10)自诊断功能 11)通信功能 12)人机交互图形编程功能
CNC系统的功能 数控系统的功能通常包括基本功能和选择功能。 基本功能是数控系统必备的功能，选择功能是供 用户根据机床特点和用途进行选择的功能。CNC 系统的功能主要反映在准备功能G指令代码和辅助 功能M指令代码上。下面介绍其主要功能: 1）控制功能 6）辅助功能 2）准备功能 7）刀具功能 3）插补功能 8）补偿功能 4）进给功能 9）字符、图形显示功能 5）主轴功能 10）自诊断功能 11）通信功能 12）人机交互图形编程功能
CNC系统的硬件组成 结构：由计算机基本系统、设备支持层、设备 层组成。 计算机基本 设备支持层 设备层 系统 人机控制 机床 堪他设金 运动控制 机器人 显示设备 口 国 PMC 测量机 计算机系统 幽 输入/出设备 其他O 图2-1CNC的一般性硬件结 构
一、CNC系统的硬件组成 结构：由计算机基本系统、设备支持层、设备 层组成。 计 算 机 基 本 系 统 设备支持层 设备层 接 口 人机控制 运动控制 PMC 其他I/O 其他设备 计算机系统 显示设备 输入/出设备 机 床 机器人 测量机 . 图2-1 CNC的一般性硬件结 构
二、CNC装置的硬件结构 1、物理结构 根据其安装形式、板卡布局等硬件物理结构的不 同，CNC装置可分为： (1)专用型数控系统 其硬件和软件都是针对数控机床的应用而专门 设计的。可靠性和抗干扰能力强 (2)基于个人计算机(PC)的数控系统 将通用计算机上加上运动控制卡和/O接口卡 并运行CNC软件。成本低，通用性强，软件功能 开放，维修更容易，应用前景良好
二、CNC装置的硬件结构 1、物理结构 根据其安装形式、板卡布局等硬件物理结构的不 同，CNC装置可分为： （1）专用型数控系统 其硬件和软件都是针对数控机床的应用而专门 设计的。可靠性和抗干扰能力强 （2）基于个人计算机（PC）的数控系统 将通用计算机上加上运动控制卡和I/O接口卡 并运行CNC软件。成本低，通用性强，软件功能 开放，维修更容易，应用前景良好
从组成CNC系统的电路板的结构看，有大板 式结构和模块化结构。 (1)大板式结构 (2)总线模块化的开放系统结构
从组成CNC系统的电路板的结构看，有大板 式结构和模块化结构。 (1)大板式结构 (2)总线模块化的开放系统结构
(1)大板式结构 特点：一个系统一般都有一块大板，称为主板。主 板土装有主CPU和各轴的位置控制电路等。其他 相关的子板（完成一定功能的电路板），如ROM 板、零件程序存储器板和PLC板都直接插在主板上 面，组成CNC系统的核心部分。由此可见，大板 式结构紧凑，体积小，可靠性高，价格低，有很 高的性能/价格比，也便于机床的一体化设计， 大板结构虽有上述优点，但它的硬件功能不易变 动，不利于组织生产
(1)大板式结构 特点: 一个系统一般都有一块大板，称为主板。主 板上装有主CPU和各轴的位置控制电路等。其他 相关的子板（完成一定功能的电路板），如ROM 板、零件程序存储器板和PLC板都直接插在主板上 面，组成CNC系统的核心部分。由此可见，大板 式结构紧凑，体积小，可靠性高，价格低，有很 高的性能／价格比，也便于机床的一体化设计， 大板结构虽有上述优点，但它的硬件功能不易变 动，不利于组织生产
(2)总线模块化的开放系统结构 特点：柔性比较高，将CPU、存储器、输入输出控制 分别做成插件板（称为硬件模块），甚至将CPU、 存储器、输入输出控制组成独立微型计算机级的 硬件模块，相应的软件也是模块结构，固化在硬 件模块中。硬、软件模块形成一个特定的功能单 元，称为功能模块。功能模块间有明确定义的接 口，接口是固定的，成为工厂标准或工业标准 1 彼此可以进行信息交换。这种积木式组成CNC系 统，使设计简单，有良好的适应性和扩展性，试 制周期短，调整维护方便，效率高
(2)总线模块化的开放系统结构 特点: 柔性比较高,将CPU、存储器、输入输出控制 分别做成插件板（称为硬件模块），甚至将CPU、 存储器、输入输出控制组成独立微型计算机级的 硬件模块，相应的软件也是模块结构，固化在硬 件模块中。硬、软件模块形成一个特定的功能单 元，称为功能模块。功能模块间有明确定义的接 口，接口是固定的，成为工厂标准或工业标准， 彼此可以进行信息交换。这种积木式组成CNC系 统，使设计简单，有良好的适应性和扩展性，试 制周期短，调整维护方便，效率高