第三章 CNC系统结构及控制方法 §3—4 CNC系统实例

发布日期:[09-01-08 16:43:21] 浏览人次:[]

§3—4 CNC系统实例

一、 国外几家主要生产厂及其典型产品

世界上生产数控系统的厂家很多,其中对我国影响较大的有日本的FANUC公司、美国的AllenBrandley(简称A-B公司)和德国的SIEMENS公司等。

二、FANUC 7系统

FANUC 7系统包括7 T和7 M两个系列。其中7 T系统适用于两坐标数控车床,7 M适用于三坐标铣床、镗铣床和加工中心等。下面以7 M系统为例来说明其工作原理。

1、 系统硬件结构

7 M以中央处理装置(CPU)为核心,CPU通过总线与存储器以及各种接口相连接,总方框图如图3—51所示。

图3-51 7M数控系统总方框图

2、 统软件结构

7 M数控装置的系统软件由22 K控制程序(三坐标两联动系统为20 K)、4 K的CRT控制程序和诊断程序(由专用的诊断纸带输入)组成。

初始化程序的主要作用是为整个系统的正常工作做准备。开机后,通过“初始化微程序”在“现行状态寄存器”中置入“第6级中断”的“现行状态”,使得除第7级中断以外的中断无法打断初始化。同时,在“初始化微程序”的执行阶段,将程序转入“初始化程序”。因此“初始化程序”是每次开机后首先执行的。进入初始化程序后,系统把第0级中断的保护区首地址置入第6级中断保护区的首地址,从而造成由第6级打断第0级的状态,以便初始化执行完后返回第0级中断。

初始化程序主要完成以下三项工作:

(1) 对RAM中作为工作寄存器的单元设置初始状态。

(2) 进行ROM奇偶校验。

为数控加工正常进行而设置一些所需的初始状态。属于这种初始状态设置的有零件程序存储器区域设定,AS区域设初始位,等等。对通过TE子方式(设置参数)设置的部分参数进行必要的初始处理。例如,将快速进给率数值由mm/min为单位换算成 为单位等。如果在开机的同时,按下某些特定的按键,还可以进行附加操作。

3.零件加工过程举例

现在我们来讨论零件的加工过程。一种新零件在7M系统中的首件加工过程大致可以用图3-58所示流程来描述。对于一种新零件的首件来说,一般要通过空运行来观察编程的正确性,如果有错,可以通过零件程序编辑来纠正。首件加工完毕,如果程序需保存,则可以穿成纸带以备后用。一般来说,零件程序编辑和输出纸带工作在同种零件的再次加工时不必进行。

图3-58 一种新零件的加工流程

三、FANUC6系统

1.FANUC6系统的特点及功能

FANUC6系统(简称6系统)是具备一般功能和部分高级功能的中级型CNC系统。其特点主要有:

(1)可靠性高。

(2)适用于高精度、高效率加工。

(3)容易编程。

(4)容易维护保养,现场调试方便。

(5)操作性好,使用安全。

6系统(包括6M,6T)的控制功能有:

(1)6M的控制轴是X,Y,Z三轴,6T是X和Z两轴,6M还可以增加选用功能控制第四轴。

(2)联动轴数:6M可以进行三轴中的两轴联动,6T能进行X和Z两轴联动,6M增加选用功能后可以进行X,Y,Z三轴联动,能进行直线、圆弧、螺旋线等插补。

(3)辅助功能为2位数(M2),主轴功能为2位数或4位数,刀具功能为2位数或4位数。

2.FANUC6系统的硬件

6系统使用高速微处理器8086作为CPU,主时钟频率为5MHz,其硬件结构如图3-59所示。系统中有28K RAM,用来存储中间结果和数据。全部零件加工程序和系统的工作参数存放在磁泡存储器中,磁泡存储器最多可存储320m长的控制带。磁泡存储器和RAM之间的数据交换采用DMA方式,6系统使用一块专用集成电路MB14231作为DMA控制器。为了提高系统的可靠性,28K RAM读写时要进行奇偶检验,相应地有一套奇偶检验电路。系统有208K EPROM,用来存放控制软件。6系统使用了非屏蔽中断和8级可屏蔽中断,8级可屏蔽中断用中断控制器8259进行管理。8259对多级中断进行优先级

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