第三章 CNC系统结构及控制方法 §3—1 CNC系统的组成及特点

发布日期:[09-01-08 16:28:11] 浏览人次:[]

§3—1 CNC系统的组成及特点

一、CNC系统的定义与结构

计算机数控系统(简称CNC系统)是在硬件数控的基础上发展起来的,它用一台计算机代替先前的数控装置所完成的功能。所以,它是一种包含有计算机在内的数字控制系统,根据计算机存储的控制程序执行部分或全部数控功能。依照EIA所属的数控标准化委员会的定义,CNC是用一个存储程序的计算机,按照存储在计算机内的读写存储器中的控制程序去执行数控装置的一部分或全部功能,在计算机之外的唯一装置是接口。目前在计算机数控系统中所用的计算机已不再是小型计算机,而是微型计算机,用微机控制的系统称为MNC系统,亦统称为CNC系统。由于这二者的控制原理基本相同,因此本章将一并讨论这两种控制系统。

由上述定义可知,CNC系统与传统NC系统的区别在于:CNC系统附加一个计算机作为控制器的一部分,其组成框图如图3-1所示。图中的计算机接收各种输入信息(如键盘、面板等输入的指令信息),执行各种控制功能(如插补计算、运行管理等等)。而硬件电路完成其他一些控制操作。

图3-1 计算机数控系统方框图

图3-2给出了较详细的微处理机数控系统(MNC)方框图。从图中可以看出 ,它主要由中央处理单元(CPU),存储器、外部设备以及输入/输出接口电路等部分所组成。

图3-2 微处理机数控系统方框图

图3-3为某CNC铣床系统中外部设备通过其相应接口与计算机连接的示意图。

图3-3 某CNC铣床系统中外部设备与计算机的连接

二、CNC系统软件

这里指的是为实现CNC系统各项功能所编制的专用软件,即存放于计算机内存中的系统程序。它一般由输入数据处理程序、插补运算程序、速度控制程序、管理程序和诊断程序等组成。现分述如下:

1、输入数据处理程序

输入数据处理程序接收输入的零件加工程序,将其用标准代码表示的加工指令和数据进行翻译、整理,按所规定的格式存放。有些系统还要进一步进行刀具半径偏移的计算,或为插补运算和速度控制等进行一些预处理。总之,输入数据处理程序一般包括下述三项内容:

(1) 输入。输入到CNC装置的有零件加工程序、控制参数和补偿数据。其输入方式有光电阅读机纸带输入、键盘输入、磁盘输入、磁带输入、开关量输入和连接上一级计算机的DNC接口输入。从CNC装置的工作方式看,分为存储工作方式输入和NC工作方式输入。所谓存储工作方式,是将加工的零件程序一次且全部输入到CNC装置的内存中,加工时再从存储器逐个程序段调出。所谓NC工作方式是指CNC系统边输入边加工,即在前一个程序段正在加工时,输入后一个程序段内容。对于系统程序,有的固化在PROM中,有的亦是用阅读机输入。无论是用阅读机输入零件加工程序还是系统程序,均有一个阅读机中断处理程序及输入管理程序。前者的作用是将字符从阅读机读入计算机内的缓冲器,一次中断只读一个字符,中断信号由中导孔产生。输入管理程序负责缓冲器的管理、读入字符的存放及阅读机的启停(另有硬件启停开关)等。

(2) 译码。在输入的零件加工程序中含有零件的轮廓信息(线型、起终点坐标)、要求的加工速度以及其他的辅助信息(换刀、冷却液开停等),这些信息在计算机作插补运算与控制操作之前必须翻译成计算机内部能识别的语言,译码程序就承担着此项任务。在译码过程中,还要完成对程序段的语法检查,若发现语法错误便立即报警。

(3) 数据处理。数据处理程序一般包括刀具半径补偿、速度计算以及辅助功能的处理等。刀具半径补偿是把零件轮廓轨迹转化成刀具中心轨迹。速度计算是解决该加工数据段以什么样的速度运动的问题。需说明的是,最佳切削速度的确定是一个工艺问题,CNC系统仅仅是保证编程速度的可靠实现。另外,诸如换刀、主轴启停、冷却

|<< << < 1 2 3 > >> >>|
www.mapeng.net 马棚网
www.mapeng.net
文章作者:未知 | 文章来源:西北工业大学 | 责任编辑:admin | 发送至邮箱: | 加入收藏:
本文关键字:CNC  系统结构  控制方法  CNC系统  组成  特点
本文所属专题:机床数控原理及应用 
相关资讯