教学课件 数控原理与系统项目3计算机数控装置中职 高三 工信版

数控原理与系统 项目3 计算机数控装置 本项目介绍计算机数控（computer numerical control，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。通过本项目的学习，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。 任务1 计算机数控（CNC）装置的组成 学习目标 掌握CNC装置的硬件结构。 掌握CNC装置的软件结构。 了解零件加工程序的处理过程。 任务1 计算机数控（CNC）装置的组成 CNC装置的硬件结构。 CNC装置的软件结构。 零件加工程序的处理过程。 知识要点 计算机数控（CNC）装置是面向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，因而具有可靠性高、工作稳定和抗干扰能力强等特点。正是由于以上优点，CNC装置在实际生产中得到了广泛应用。 任务1 计算机数控（CNC）装置的组成 知识链接 教学视频 CNC 机床(雕刻) 教学视频 CNC 教学视频 CNC 教学视频 CNC加工铝件 教学视频 大型CNC加工 教学视频 CNC切削加工 教学视频 CNC机床技术 教学视频 4轴CNC铣削 1.物理结构 与一般的计算机系统一样，CNC装置也是由硬件和软件两大部分组成的。根据其安装形式、板卡布局等硬件物理结构的不同，CNC装置可以分为专用型数控系统和基于PC的数控系统两大类。 一、CNC装置的硬件结构 专用型数控系统的硬件和软件都是针对数控机床的应用而专门设计的，其键盘布局、操作方法和安装形式等都比较特别，更便于现场操作和安装，可靠性和抗干扰能力也比较强。 在一台通用的微机上加装运动控制卡和I/O接口卡并运行CNC系统软件，即可构成基于PC的数控系统。与专用型数控系统相比，这种数控系统具有成本低，通用性强，软件功能开放，维修更换容易等优点，有良好的应用前景。 一、CNC装置的硬件结构 2.逻辑结构 根据CNC装置内部逻辑电路结构的不同，可将数控系统分为单CPU结构和多CPU结构两大类型。 1）单CPU结构 所谓单CPU结构，即采用一个CPU来集中控制，分时处理数控的各个任务。单CPU结构CNC装置的系统组成框图如图3-1所示。 一、CNC装置的硬件结构 图3-1单CPU结构CNC装置的系统组成框图 CNC装置工作时，在系统程序（存储在EPROM中）的控制下，从MDI/CRT接口或者串行通信接口输入零件加工程序并将其存储到RAM中，然后进行译码、插补等处理，插补结果通过位置控制接口输出，控制各坐标轴运动，并通过I/O接口输入/输出开关量信号，实现辅助动作的控制，并同步零件程序的执行。 一、CNC装置的硬件结构 2.逻辑结构 2）多CPU结构 所谓多CPU结构，即采用多个CPU来分别控制CNC装置的各个功能模块，以实现多个控制任务的并行处理和执行，从而大大提高整个系统的处理速度。 多CPU结构一般采用共享总线的互连方式。在这种互连方式中，根据具体情况将系统划分成多个功能模块，各模块通过系统总线相互连接。多CPU结构CNC装置的系统组成框图如图3-2所示 一、CNC装置的硬件结构 图3-2 多CPU结构CNC装置系统的组成框图 一、CNC装置的硬件结构 6 5 4 1 2 3 它一般由下面几种功能模块组成。 在上述各个含有CPU的控制模块中，都有各自的局部存储器，用来存放各自的功能程序和局部数据。 （1）CNC管理模块。 （2）插补模块。 （3）位置控制模块。 （4）PLC控制模块。 （5）人-机接口模块。 （6）主存储器模块。 CNC装置的软件是为了完成CNC系统各项功能而设计和编制的专用软件，又称为系统软件（系统程序），其作用与计算机操作系统类似。在系统软件的作用下，CNC装置对输入的加工程序进行处理并发出相应的控制命令。系统软件包括管理软件和控制软件两大部分。系统管理软件包括输入/输出、诊断、显示等软件，系统控制软件包括译码、刀具补偿、速度