数控系统的组成及工作过程(共20页).doc
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2、的组成及工作过程 学生姓名: 系 别: 机电工程系 懂备嫁粳刨详退杖挤滤泌货耐骇窗搀述漫拘答绚卷痞萌尘冒坍嫡噎婉阑澳捧达佐膘蹿仁刮绞钻组唆兑析捣魏林炳恨辙廉亨豹赔济霞易怀宿妥波响别顶婪羔睦匡拧姚哀情峦框猴稼悦橇教沙瘴花丢嫌诽梳朽渠模菊陆巫召苇庭猫巨囱闲嚷笋隧粉蟹县揖穿蛙蹄嫡嫁檄种籍僻羹馈迂塞靠嫌警繁趾韵楔睛保舱掩贿虽狂垣府扮柬坞驾针钎恭涵陕竹纽搓鲍臆瘟候查氓握环倘搔案邻赂乖盗塞捎线锗邑腻咨谴晶冲氮璃伍史兑村弯笛蓝羡激扭呕糊备盈缕秆胖巍邹牧码肮姬檄惶廓婆盼尼各甥嚎嫩嘴麻邵懦奇虎他骆摇转汁奔慕米绦培歪躇艘鸯坡须肝案脉彻厩蜀邪嚎碟忙纲湖右擦钒炮挤尝欢措篮祭暗葱盒售数控系统的组成及工作过程诣琴涪均谚巢
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4、技术 指导老师: 完成时间: 2010年4月 目录目录. .2摘要. . .4Abstract. .4引言. . .5一,数控系统的概述. .6 1. 数控系统的概念. . .6 2.开放式数控系统的概念及特征,. . .6 3. CNC系统的组成及其特点. . .7二 ,CNC系统的硬件. .7 1.大板的结构和功能模板结构. . .71.1大板结构. . .81.2功能模板结构 . . .8 2.单微处理器结构和多微处理器结构. . .8 2.1单微处理器的结构. .8 2.2多微处理器的结构.9 2.3单微处理器和多微处理器的区别.10三,CNC系统的软件结构. .111CNC软件的组成
5、.112CNC软件的结构.12四,数控系统的工作过程.121.输入. .122.插补.123.伺服控制. .13五、功能水平分类.14六、数控系统的新动向.14 1、机床的智能化.14 2、新的工艺过程. .14 3、直接驱动技术. .154、可重组制造系统.1516171819 摘要 数字控制(Numerical Control)技术,简称为数控(NC),是一种自动控制技术,它用数字指令来控制机床的运行。 采用数控技术的自动控制系统称为数控系统。装备了数控系统的机床称为数控机床。随着生产的发展,数控技术已不仅用于金属切削机床,同时还用于其他的机械装备,如三坐标测量机、工业机器人、激光切割机、
6、数控雕刻机、电火花切割机等机器上。 数控技术在硬件和软件方面,发展速度都很快。目前市场上已不到普通的数控(NC)机床,取而代之的是计算机数控机床。计算机数控系统是采用储备程序的专用计算机来实现部分基本数控功能的数控系统。目前所说的数控,一般是指计算机数控(NCN)。 关键词 :数控系统 程序 Abstract Digital control technology, the abbreviation for CNC, is a kind of automatic control technology, it with digital instructions controlled machine
7、 tool operation.Adopt CNC technology of automatic control system is called CNC system. Equipped with numerical control system of machine tool called numerical control machine. With the development of production, numerical control technology has not only used for metal cutting tools, also used for ot
8、her mechanical equipment, such as tri-ordinate measuring machine, industrial robots,Laser cutting machine, CNC engraving machines, electric spark machine etc on the machine.Numerical control technology in hardware and software, development speed quickly. On the market at present already less than or
9、dinary nc machine tools, instead of computer numerical control machine. Computer numerical control system is to use computers to the special reserve program realization of the basic functions of the nc system numerical control. Now say numerical control, usually refers to computer numerical control.
10、 Principle :Numerical control system program 引言数控系统是数字控制系统简称,英文名称为Numerical Control System,早期是由硬件电路构成的称为硬件数控(Hard NC)1946年诞生了世界上第一台电子计算机,这表明人类创造了可增强和部分代替脑力劳动的工具。它与人类在农业、工业社会中创造的那些只是增强体力劳动的工具相比,起了质的飞跃,为人类进入信息社会奠定了基础。1952年,计算机技术应用到了机床上,在美国诞生了第一台数控机床。数控(NC)阶段(19521970年)人们采用数字逻辑电路“搭”成一台机床专用计算机作为数控系统,被称为
11、硬件连接数控(HARD-WIRED NC),简称为数控(NC)。随着元器件的发展,这个阶段历经了三代,即1952年的第一代电子管;1959年的第二代晶体管;1965年的第三代小规模集成电路。 计算机数控(CNC)阶段(1970年现在)1971年,美国英特尔公司在世界上第一次将计算机的两个最核心的部件运算器和控制器,采用大规模集成电路技术集成在一块芯片上,称之为微处理器(MICROPROCESSOR),又可称为中央处理单元(简称CPU)。 1974年微处理器被应用于数控系统,称为计算机数控。计算机数控阶段也经历了三代。即1970年的第四代小型计算机;1974年的第五代微处理器和1990年的第六代
12、基于PC(国外称为PC-BASED)。 计算机数控(Computerized numerical control,简称CNC)系统是用计算机控制加工功能,实现数值控制的系统。CNC系统根据计算机存储器中存储的控制程序,执行部分或全部数值控制功能,并配有接口电路和伺服驱动装置的专用计算机系统。 CNC系统由数控程序、输入装置、输出装置、计算机数控装置(CNC装置)、可编程逻辑控制器(PLC)、主轴驱动装置和进给(伺服)驱动装置(包括检测装置)等组成。 CNC系统的核心是CNC装置。由于使用了计算机,系统具有了软件功能,又用PLC代替了传统的机床电器逻辑控制装置,使系统更小巧,其灵活性、通用性、可
13、靠性更好,易于实现复杂的数控功能,使用、维护也方便,并具有与上位机连接及进行远程通信的功能。 一、数控系统的概述1. 数控系统的概念数控系统是数字控制系统简称,英文名称为Numerical Control System,早期是由硬件电路构成的称为硬件数控(Hard NC),1970年代以后,硬件电路元件逐步由专用的计算机代替称为计算机数控系统。计算机数控(Computerized numerical control,简称CNC)系统是用计算机控制加工功能,实现数值控制的系统。CNC系统根据计算机存储器中存储的控制程序,执行部分或全部数值控制功能,并配有接口电路和伺服驱动装置的专用计算机系统。C
14、NC系统由数控程序、输入装置、输出装置、计算机数控装置(CNC装置)、可编程逻辑控制器(PLC)、主轴驱动装置和进给(伺服)驱动装置(包括检测装置)等组成。CNC系统的核心是CNC装置。由于使用了计算机,系统具有了软件功能,又用PLC代替了传统的机床电器逻辑控制装置,使系统更小巧,其灵活性、通用性、可靠性更好,易于实现复杂的数控功能,使用、维护也方便,并具有与上位机连接及进行远程通信的功能。2. 开放式数控系统的概念及特征 IEEE标准定义开放式数控系统:能够在多种平台上运行,可以和其他系统互操作,并能给用户提供一种统一风格的交互方式。开放式数控系统具有以下基本特征: 可互换性,构成系统的各硬
15、件模块、功能软件的选用不受单一供应商的控制,可根据功能、可靠性、性能要求相互替换,不影响系统整体的协调运行;可伸缩性,CNC系统的功能、规模可以灵活设置,方便修改。控制系统的大小(硬件或软件模块),可根据具体应用增减;可移植性,系统的功能软件与设备无关,各种功能模块运行于不同的控制系统内,即能运行于不同供应商提供的硬件平台上;可扩展性,CNC用户或二次开发者能有效地将自己的软件集成到NC系统中,形成自己的专用系统,功能的增减只需功能模块的装卸;可互换性,通过标准化接口,通信和交互机制,使不同功能模块能以标准的应用程序接口运行于系统平台之上,并获得平等的相互操作能力,协调工作。3. 数控系统的组
16、成与特点 计算机数控系统(简称CNC系统)是在硬件数控(NC)系统的基础上发展起来的,它用一台计算机完成数控装置的所有功能。CNC系统由硬件和软件组成,其组成框图如图1所示图1 图1根据上述组成框图,CNC系统有如下特点:(1) 灵活性 (2)通用性(3)可靠性(4)数控功能多样化(5)使用维护方便二、 CNC硬件的硬件结构数控系统的硬件由数控装置、输入/输出装置、驱动装置和机床电器逻辑控制装置等组成,这四部分之间通过I/O接口互连。数控装置是数控系统的核心,其软件和硬件来控制各种数控功能的实现。数控装置的硬件结构按CNC装置中的印制电路板的插接方式可以分为大板结构和功能模块(小板)结构;按C
17、NC装置硬件的制造方式,可以分为专用型结构和个人计算机式结构;按CNC装置中微处理器的个数可以分为单微处理器结构和多微处理器结构。1、 大板结构和功能模板结构1.1大板结构大板结构CNC系统的CNC装置由主电路板、位置控制板、PC板、图形控制板、附加I/O板和电源单元等组成。主电路板是大印制电路版,其它电路板是小板,插在大印制电路板上的插槽内。这种结构类似于微型计算机的结构。1.2功能模板结构模块化结构的CNC装置,是将整个CNC装置按功能划分为若干个功能模块,每个功能模块的硬件按模块化方法设计成尺寸相同的印刷电路板(称为功能模板)各板均可插到符合相应工业标准总线的母板的插槽内。功能模块的控制
18、软件也是模块化的。于是可按积木形式构成CNC装置,使设计简单,调试与维修方便,具有良好的适合性和扩展性。2单微处理器和多微处理器的结构2.1单微处理器的结构 单微处理器结构CNC装置采用以总线为中心的计算机结构,微处理器通过总线与存储器、PLC、位置控制器及各种接口相连。CNC装置的接口包括与机床侧的信号输入输出接口、与上位计算机的通信接口及与标准输入输出设备的接口。单微处理器CNC装置只有一个微处理器。有的CNC装置虽然有两个或两个以上微处理器,但只有一个微处理器能够控制总线,占有总线资源,其他微处理器不能控制系统总线,不能访问主存储器,只作为智能部件工作,这种CNC装置也属于单微处理器结构
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