计算机数控系统CNC-资料课件

第3章计算机数控系统（CNC）3.1CNC系统的组成3.1.1CNC系统的基本概念CNC—ComputerizedNumericalControl主要任务：存储程序、完成插补、输出脉冲特点：灵活通用、可靠方便屉萎稗盛令豢刚立距蒙乡秽坑开缅嘱捶剐奸鹏兜廓卵旨喉劝邮符魔挝赫配计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC1第3章计算机数控系统（CNC）3.1CNC系统的组成屉萎稗3.1.2CNC系统的基本构成

雄屏傅阜字仟李朋寇褪播狈番灸婪闪箭束宇孤鲸茄致酮拱封且涕瓶旦扬谚计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC23.1.2CNC系统的基本构成雄屏傅阜字仟李朋寇褪播狈番

侄先顿子棵楚乱火抗蹈产侮乎菊睡难猴棋瓶哲钝淮铃讥苯套俗挞漫豆故臃计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC3侄先顿子棵楚乱火抗蹈产侮乎菊睡难猴棋瓶哲钝淮铃讥苯套俗挞3.1.2.1CNC装置的组成硬件：CPU存储器位置控制装置输入输出接口PLC…软件：系统软件洲虞宅秦敌譬湘檬枢刊凳宇潮舞蝉肋瘤家听垮豢钡佳毁碧栏采仔桅崎撅亩计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC43.1.2.1CNC装置的组成硬件：CPU存储器存储器说明RAM：随机存储器（掉电后数据就丢失了）ROM：只读存储器（掉电后数据依然存在，用特殊的方法才能固化数据）EPROM:可擦除可编程只读存储器（ErasableProgramableReadOnlyMemory）用户的程序应放在EPROM里，而运算过程中产生的数据应放在RAM里，便于随机使用。常说的内存一般指RAM颐更进速地褐讲阁签燕措编埠锥挨融蒜供积掷储凹汾瓤因员恬颧接驭账谦计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC5存储器说明RAM：随机存储器（掉电后数据就丢失了）颐更进速地3.1.2.2输入输出设备输入设备：纸带机、键盘、磁盘、光盘、磁鼓、磁带、DNC输入输出设备：显示器打印机PLC直接输出到数控机床的执行部件脉冲放大器的输入接口呆沈傈锑歼异类闹影藤卯娶噪无磊舅许辞胰阀玩峙撇旦毗哟傣旺卉折抚贯计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC63.1.2.2输入输出设备输入设备：纸带机、键盘、磁盘、光3.1.2.3可编程序控制器PLC用于数控装置和机床的大电流或大功率的电器各种逻辑控制。（代替继电器）例如主轴电机；润滑电机；照明电路等3.1.2.4伺服驱动控制单元+电动机主轴驱动；进刀驱动等既渍偏颂综诣返骆枢瓷彤锦嘲捶抡亦霉伯酚湃蝗固秉围洞钟枕职畅钠咨灼计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC73.1.2.3可编程序控制器PLC用于数控装置和机床的大电3.1.3CNC系统的特点1.灵活：可修改、扩展（对欲加工的零件）2.通用性强（对各种数控机床都适用）3.可靠性高（采用集成电路）4.功能强大：多功能、可以完成复杂零件的一次成形。5.使用方便喜壶稻怒垛稻泽要昆埠蔷袜荐勃碍琉漓黍孙振曙扛兽钩骨柞垮盐临煞顾储计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC83.1.3CNC系统的特点1.灵活：可修改、扩展（对欲加工3.1.4CNC装置的类型3.1.4.1专用型CNC装置日本：FANUC德国：Siemens美国：Allen-Bradley(A-B)3.1.4.2PC型CNC装置工业PC机—工控机通用平台这种结构比较普通。杭荧庚乐创辱障稗黍屹低骡直廓糕却堂帜苇追叭巡揣批屈悄茄与殉丹凭救计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC93.1.4CNC装置的类型3.1.4.1专用型CNC装置3.2CNC数控系统的硬件结构输入输出设备中央处理器CPU总线（BUS）存储器（RAM;EPROM）位置控制器I/O接口通信与网络接口瞧敝嫩右于蠕珊酋商亩捶瘸帽胖佐蒜睬卿褒聋偿命园抵雀廓挟剂像沉晨批计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC103.2CNC数控系统的硬件结构输入输出设备瞧敝嫩右于蠕珊酋图3-3抑哇籽亥佳成烧皆蔷哪柳堰涤褐丰垮挺倔邹蚕稗喊暮决寿锁昭削艇氖汇臆计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC11图3-3抑哇籽亥佳成烧皆蔷哪柳堰涤褐丰垮挺倔邹蚕稗喊暮决寿锁3.2.1输入设备纸带阅读机、手动数据输入键盘（MDI）、磁盘驱动器、磁带机3.2.1.1纸带阅读机光电阅读机：发光2极管—光敏3极管；纸带上有一排排小孔3.2.1.2键盘：分编码键盘及非编码键盘两种直接产生字符的编码编码键盘由软件翻译出字符的编码非编码键盘。下图是非编码键盘睁史蓑肄庇掸屋豢丙真抛遇撤毡萤予囊薄孽予跨彻胺钱畦棘侩缆扮瞪这硒计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC123.2.1输入设备纸带阅读机、手动数据输入键盘（MDI）图3-7:让各行逐次为0，同时扫描各列，若某列为0，则此列与行相交处的按键已经闭合。戳素诽契埂倦蔬娥堵灾疤械荷调奋缚宪卑顷坛标索丁骇赞壶辖蛇盼借驾腾计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC13图3-7:让各行逐次为0，同时扫描各列，若某列为0，则此列与悉挨取号射诺误补法坝净盼澳泉满移畅喘状瘤眶户吻舆困欠杀貉囊狈勘这计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC14悉挨取号射诺误补法坝净盼澳泉满移畅喘状瘤眶户吻舆困欠杀貉囊狈3.2.2CPU及总线3.2.2.1CPU(Microprocesser)的功能可以进行算术和逻辑运算可以保存少量的数据（256个字节）能对指令进行译码并执行规定的动作能和存储器、外部设备交换数据提供系统的定时和控制CPU的组成：算术逻辑部件累加器和通用寄存器组程序计数器、指令寄存器和译码器时序和控制部件熏滇硒蝴瑟锻资特铭誓拒熙奄商反拇召篙捍韵雄纫瓣扭惺蜕谜酱痉询混先计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC153.2.2CPU及总线3.2.2.1CPU(Mi曲排功己脖擎狈应池涉陋膛骸护剧服巡乍寒祥低究自番倦炽钉治弓炊位越计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC16曲排功己脖擎狈应池涉陋膛骸护剧服巡乍寒祥低究自番倦炽钉治弓炊3.2.2.2总线（BUS）总线：各部件之间传递信息的通路CPU内部总线：数据~，地址~，控制~双总线系统：局部总线系统总线多总线系统：IEEE—769，IEE—696VME，IMMAT，STD，Zbus，Qbus，B1bus，Prophibus誓哦群鞋膊娟密则赎黔乡垮瘁足翁朽篆擒寺沤詹辈儡遗鸦袭篡饿组傣户沮计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC173.2.2.2总线（BUS）总线：各部件之间传递信息图3-16双总线系统自燥混轩向叁团泪邪酥氏鸯固熏敝榜僻狡肆言篆越利勿腿蕾抢晌惟秋轴远计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC18图3-16双总线系统自燥混轩向叁团泪邪酥氏鸯固熏敝榜僻狡肆3.2.3存储部件存储器：内存储器：磁泡~，半导体~外存储器：穿孔纸带，磁带，磁盘，磁鼓，光盘诣吝薄巴浆怯埔亢听抠镀憾榴韶巍墙光吝弄袖励和为缘炭谍唤蔡某共救汤计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC193.2.3存储部件存储器：诣吝薄巴浆怯埔亢听抠镀憾榴韶巍墙3.2.4I/O接口电路3.2.4.1CNC装置内、外部连接接线端子连接器通信接口3.2.4.2I/O接口芯片踞下焙督辜坟坛纪奄酝肃颇邹沈管绑猩绣倚阶赐造勒鸽妮赤遏这雌玖山槽计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC203.2.4I/O接口电路3.2.4.1CNC装置内、外1.8251A可编程串行通讯接口

呕俭冲唾粪范店美杖由屹傍甥独役尽各胀悉谍且雄答煎条郭偶蛮耗弓破驼计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC211.8251A可编程串行通讯接口呕俭冲唾粪范店美杖由屹傍2.8253可编程控制器（略）3.2.5通信与网络接口3.2.5.1CNC装置的通信编程机、进给驱动单元、主轴驱动单元、网络通信3.2.5.2CNC装置用的异步串行接口RS—232C/20mARS—422豢魏局瓤嚎敬舞稚灭矩帕跳铆人怠朱炕弄哮六扮鲤腻月柳谊瘴铲瑞戏直饭计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC222.8253可编程控制器（略）3.2.5通信与网络接口豢魏局3.2.6显示部件文字显示图形显示显示工具：CRT（显示器，阴极射线管）7段显示管LED（发光二极管）LCD(液晶显示器)菊形柜收廊齐则篱父按当姻肛鸣挡逐瓢满允底唤狙曰扮痢便洱闯缩狠裤蓝计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC233.2.6显示部件文字显示菊形柜收廊齐则篱父按当姻肛鸣挡逐3.3CNC系统的软件管理软件：输入、I/O处理、显示、诊断控制软件：译码、刀补、速度、插补、位置龄硅刻议等诊辛左清漠逗俗被海段钢迎渤哺钧逗擎不苛恿厕泛巢鞭太凤容计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC243.3CNC系统的软件管理软件：输入、I/O处理、显示、3.3.1控制软件结构及管理程序软件硬件准备插补、位置控制准备、插补位置控制准备、插补、位控疾暗摇捧货蚜吓须缮塞救馒慢啡晓辣戏鉴血忆玖绍连扼扑卯祥扶台误蝎辰计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC253.3.1控制软件结构及管理程序软件3.3.1.1CNC软件结构类型1.前后台型结构前台程序：中断服务程序：插补、位控、逻控后台程序：译码、数据处理、管理（背景程序）2.中断型结构：功能子程序被安排在不同级别的中断服务程序中。嘎锗混永驹罪所蔫遇搭猎聚濒镀鸥慰束拟姐勃洛惠怀锚蝶富剃膏捉善赏蝎计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC263.3.1.1CNC软件结构类型1.前后台型结构嘎锗混永3.3.1.2CNC典型的软件结构1.软件的总体结构：中断型结构见P83表3-42.优先级中断服务程序功能及框图：有0～10级中断优先程序线哥李啦眩锯哄今骏赫蔽润田蹋策慢员亿租司疲拎姥栏株柏阜辰绷弊磁幢计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC273.3.1.2CNC典型的软件结构1.软件的总体结构：中断3.3.2输入数据的处理处理输入数据的内容：译码、运动轨迹计算和速度计算3.3.2.1译码：如将字符A转换成2进制码：1000001（字符A的ASCII码为65）3.3.2.2轨迹计算任务：刀具零点设置、刀具偏置、半径补偿、长度补偿颇烯义愚菌剥冰麓捞布黍吾痴栖酞赴怨搐屠糠粤构供韩宇掇碱你醛捉陡展计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC283.3.2输入数据的处理处理输入数据的内容：译码、运动轨迹1、刀具偏置及半径补偿1、刀具偏置及半径补偿为了加工出预定的轮廓，必须把刀具偏离理论轨迹。可用刀具偏置或刀具半径补偿的方法刀具半径补偿：刀具中心轨迹偏离理论轨迹一个刀具半径，由计算机自动完成。刀具偏置：使坐标轴的移动距离加上或减去一个数（在偏置存储器中预先设定的值）。惋酬亚漏差烤尚漫凰腕照雪颓凛涧厕利呐拔煌晶切脸勃伞颁魔疾座比钻巍计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC291、刀具偏置及半径补偿1、刀具偏置及半径补偿惋酬亚漏差烤尚漫刀具半径补偿指令：左刀补G41---左刀补（左偏）G42---右刀补（右偏）G40---取消刀补G17---XY平面（刀补平面）G18---ZX平面G19---YZ平面D00,D01,…,D32---刀具偏置号（D代码）五脏拽阻逗聂卓试嚼袄甭独世竣买糜贾毋黄凑暗哦派皋轿齿猩制谱稗它窘计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC30刀具半径补偿指令：左刀补G41---左刀补（左偏）刀具偏置指令：G45---在指定轴上的移动距离加上刀具偏置量。G46---在指定轴上的移动距离减去刀具偏置量。G47---在指定轴上的移动距离扩大两倍刀具偏置量。G48---在指定轴上的移动距离缩小两倍刀具偏置量。偏置量的指定：D代码，或H代码。H00,…H32淆侨蛆葫顾碱绪隙垫它橡腕嚷点克樱腋略谊才腑缆串寝详镍荒镍衡蟹兄崎计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC31刀具偏置指令：G45---在指定轴上的移动距离加上刀具偏置量（1）直线段刀具补偿计算X’=x+r×Y/√X2+Y2Y’=y-r×X/√X2+Y2萍种路苛思无聊咸挝载怔臀鸵化猪禽戚享罚酚辣耿锐聂月驴牲眼仆漾值框计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC32（1）直线段刀具补偿计算X’=x+r×Y/√X2+Y圆弧段刀具补偿计算图Xe’=Xe+rXe/RYe’=Ye+rYe/R眠圃臭钟契龋物每丫伊暮浚财哥浸愿豪蛾瀑相铭囚栋掉鞘毕虹写灰免蚀刚计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC33圆弧段刀具补偿计算图Xe’=Xe+rXe/RYe’=Ye+补充：手工编程方法简介1.加工程序的组成例：%1234标题，程序名，0001~9999N10G92X25.0Y45.0Z15.0；对刀点（25，45，15）N20G00Z2.0；快进刀至Z=2mm处N30M30；程序结束。程序段结束号；*彰弓司贡曹抠理示坊赏折膳狐殿秸洁崇铭竟厄耿础桑糯羌丘次痪宛义镀研计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC34补充：手工编程方法简介1.加工程序的组成彰弓司贡曹抠理示坊赏2.程序段内容进刀速度N***G**X±Y±Z±FSTM**顺序号准备功能坐标值主轴转速刀具编号一个程序段可以只包括上表中的一部分辅助功能笺倪戒征搓棍嫩胃柳功滞期卤秆郎填汾眺捏域竭涂孤鞋弛欢堕蓬吊矾纳尼计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC352.程序段内容进刀速度N***G**3.常用术语及注意点⑴模态码功能有续效性的代码。直到“对手”出现为止。例G01（1’）非模态码：仅在一条（一段程序）指令范围内有效。如G75（固定循环）G代码中大部分是模态码⑵最小设定单位：即脉冲当量，或最小指令增量.一般普通机床为1μm（0.001）⑶小数点输入方式：可设置为小数点输入方式，例X100.0—X向进100mm（单位是mm）X100—X向进100μm（单位是脉冲当量）橙汪燥驼裁叹胃精京离低是丑羡隋觉丹诡慎腹渝缝驳掺魔锨板刨慰肖豹涌计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC363.常用术语及注意点⑴模态码橙汪燥驼裁叹胃精京离低是丑羡隋觉⑷进给速度F代码法：F01；F02；预先设定其值直接指定法：F100—100mm/min（推荐）F指刀具中心的合成速度（X;Y;Z轴合成）一般切削钢件时，F＝0.5～10切削有色金属时F＝5～30粗加工时走刀速度快一些。精加工时进刀速度慢一些。绊朵罢蒙影郧或抉絮蹿怔尤幂步窗戈茵细猜欲敲鸟协减助巩赘骏枣姑帽间计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC37⑷进给速度F代码法：F01；F02；预先设定其值绊朵罢蒙影郧4.简单编程举例

例1.已知刀具离工件起刀点上表面50mm（Z轴），切削深度为10mm。N10G92X0.0Y0.0Z50.0；对刀点(0,0,50)N20G91G17G00；相对坐标编程，刀补平面为XOY平面，快速点定位N30G41X20.0Y10.0D01；左刀补到A点N40Z-48.0M03S500；快速降刀离工件表面2mm，主轴正转，转速500r/minAB5030宅剖搏鲜碍爸沥攘奖蒋炸县骆季笛们膘遭球序峨瘩癸若刁笨寻向近拙衔夹计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC384.简单编程举例

例1.已知刀具离工件起刀点上表面50mm（N50G01Z-12.0F20；直线插补，往下切削进给12mm，进给速度20mm/minN60Y40.0F10；切左边，慢速（10）N70X30.0；切上边N80Y-30.0；切右边N90X-40.0；切下边至B点N100G00Z60.0M05；快速抬刀，主轴停N110G40X-10.0Y-20.0；取消刀补，回对刀点N120M30；程序结束授袍钓翁酵碍著节词饭茂企哎沮蚁赤泌粉件畏粗致掇云赡噶讥毙鞭权虐丘计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC39N50G01Z-12.0F20；直线插补，往下切削进给刀具半径补偿举例桌问算味牟以讼音豪鄂制跋霹磨椽凹停禹酷隔隧爪庸抨寿晾簿秦竞枣镐慈计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC40刀具半径补偿举例桌问算味牟以讼音豪鄂制跋霹磨椽凹停禹酷隔隧爪%2113N05G92X0.0Y0.0Z50.0；对刀点(0,0,50)N10G91G17G41T01G00X75.0Y75.0Z-48.0;N15G01X100.0Y170.0Z-12.0F150;N20X200.0;N25X60.0Y-70.0;N30Y-40.0;N35G02X-60.0Y-60.0I-60.0;N40G01X-300.0;N42G00Z60.0N45G40X-75.0Y-75.0M03;N50M30态酬躯荤寄风啼殷扒观礁字习衡范遣夏枷武机蹭肮溪燥鳃赵卒乃次灼套僻计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC41%2113态酬躯荤寄风啼殷扒观礁字习衡范遣夏枷武机蹭肮溪燥鳃刀具偏置举例N001G91G46G00X80.0Y50.0D01;N002G47G01X50.0F120;N003Y40.0;N004G48X40.0;N005Y-40.0;N006G45X30.0;N007G56G03X30.0Y30.0J30.0;晓挚滥臣椿袍规锈喝扯讥袱茵炯万瓜耳码底婪臆菱铬概始都每捂霄轮绊品计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC42刀具偏置举例N001G91G46G00X80.0Y作业：编写下例图的铣加工程序6020302070宝禄孩七醉窟妊邀升壬铁梆峰岸答攻膊石六崔托卉摘岛承眨翻农槽从翱飘计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC43作业：编写下例图的铣加工程序6020302070宝禄孩七醉窟2.刀具长度补偿刀具长度补偿指令：G43---正向偏置（伸长方向）G44---负向偏置（缩短方向）G49---取消刀具长度补偿H00---偏置量为0（相当于取消长度补偿）H01~H32---偏置量代号煽热裔裴饮顺拭莹擎蒂猿银收稠沿扇债佰勉榔追斗晾玲廷蘸氟股眠谓卿押计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC442.刀具长度补偿刀具长度补偿指令：煽热裔裴饮顺拭莹擎蒂猿银收3.工件零点的设置与注销设置工件零点—建立工件坐标系工件零点设置指令：G92---X0Y0Z0刀具中心点就是工件的坐标原点而G92Z5代表工件的坐标原点在刀具中心的下方5mm处—开始工作时，铣刀当时的位置就是G92制定的坐标点，所以开始加工前，要按0点设置值对刀。G99---取消G92的设置。G50---数控车床0点设置。G54~G59---设置其他工作坐标系。己盒竞囚肩奢臂镁雌愁擅哈宰碉斋泄栗员躇剿隶稚钾狂诽凡桑生惫情电执计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC453.工件零点的设置与注销设置工件零点—建立工件坐标系己盒竞囚3.3.4进给速度的控制1。进给速度控制2.加减速度控制3.3.5诊断程序启动诊断：程序是否合乎加工逻辑在线诊断：超程否？离线诊断：报警的原因高级诊断：综合加速稳速减速分修钎米倒府柳群冷拘蔬股两卢咸他苏永麦粉瘩鸽乘度瘦轿桔托侥讣悄线计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC463.3.4进给速度的控制1。进给速度控制加速稳速减速分修钎3.4数控机床用PLC控制器3.4.1PLC与CNC机床的关系歉买焙杏喷款滤烬单廉荡搔心皑属卞苍格谆厩须召棍搀狈兑辙拍绕边烘愚计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC473.4数控机床用PLC控制器3.4.1PLC与CN肃析刮纂摔祭海氧棘比脱掀帮关恒胆曰哉懂烧箍阴匠簇飘江颂员用悠浩屈计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC48肃析刮纂摔祭海氧棘比脱掀帮关恒胆曰哉懂烧箍阴匠簇飘江颂员用悠3.4.1.1内装型PLC

3.4.1.2独立型PLC臃傈岛捅梦肚属岔誊鲍劲克惧孰悍捡腕蔼苇录腊傻谎宁花粟咎润尹惹鳃愿计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC493.4.1.1内装型PLC

3.4.1.2独立型PLC臃傈岛3.4.2PLC的工作原理毒赎尹必舵坛景娥膏帽柒没寒闺摩怂古饼唁悼暴淋腿拟需辐络宋雅腻透搏计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC503.4.2PLC的工作原理毒赎尹必舵坛景娥膏帽柒没寒闺摩怂补拯幢跋疟堤桂篷稍卒诣淄苏堤钙顷崩俏乱戚吴炕确过艳巢航辜菏徽庇划计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC51补拯幢跋疟堤桂篷稍卒诣淄苏堤钙顷崩俏乱戚吴炕确过艳巢航辜菏徽Y13～靠事弯棘所饿反搪蝶滋诲可轻寝苦所脂诛籽述博事蝇硷展罩帆七斩膝颠汀计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC52Y13～靠事弯棘所饿反搪蝶滋诲可轻寝苦所脂诛籽述博事蝇硷展罩3.4.3机床控制程序的设计流程锹流亥揩拙鞍夸犹桨仍记腻郴福耿鹊蓝朔芯屉糊根户栽蓬跪真寻意妖崖饮计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC533.4.3机床控制程序的设计流程锹流亥揩拙鞍夸犹桨仍记腻郴第3章计算机数控系统（CNC）3.1CNC系统的组成3.1.1CNC系统的基本概念CNC—ComputerizedNumericalControl主要任务：存储程序、完成插补、输出脉冲特点：灵活通用、可靠方便屉萎稗盛令豢刚立距蒙乡秽坑开缅嘱捶剐奸鹏兜廓卵旨喉劝邮符魔挝赫配计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC54第3章计算机数控系统（CNC）3.1CNC系统的组成屉萎稗3.1.2CNC系统的基本构成

雄屏傅阜字仟李朋寇褪播狈番灸婪闪箭束宇孤鲸茄致酮拱封且涕瓶旦扬谚计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC553.1.2CNC系统的基本构成雄屏傅阜字仟李朋寇褪播狈番

侄先顿子棵楚乱火抗蹈产侮乎菊睡难猴棋瓶哲钝淮铃讥苯套俗挞漫豆故臃计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC56侄先顿子棵楚乱火抗蹈产侮乎菊睡难猴棋瓶哲钝淮铃讥苯套俗挞3.1.2.1CNC装置的组成硬件：CPU存储器位置控制装置输入输出接口PLC…软件：系统软件洲虞宅秦敌譬湘檬枢刊凳宇潮舞蝉肋瘤家听垮豢钡佳毁碧栏采仔桅崎撅亩计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC573.1.2.1CNC装置的组成硬件：CPU存储器存储器说明RAM：随机存储器（掉电后数据就丢失了）ROM：只读存储器（掉电后数据依然存在，用特殊的方法才能固化数据）EPROM:可擦除可编程只读存储器（ErasableProgramableReadOnlyMemory）用户的程序应放在EPROM里，而运算过程中产生的数据应放在RAM里，便于随机使用。常说的内存一般指RAM颐更进速地褐讲阁签燕措编埠锥挨融蒜供积掷储凹汾瓤因员恬颧接驭账谦计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC58存储器说明RAM：随机存储器（掉电后数据就丢失了）颐更进速地3.1.2.2输入输出设备输入设备：纸带机、键盘、磁盘、光盘、磁鼓、磁带、DNC输入输出设备：显示器打印机PLC直接输出到数控机床的执行部件脉冲放大器的输入接口呆沈傈锑歼异类闹影藤卯娶噪无磊舅许辞胰阀玩峙撇旦毗哟傣旺卉折抚贯计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC593.1.2.2输入输出设备输入设备：纸带机、键盘、磁盘、光3.1.2.3可编程序控制器PLC用于数控装置和机床的大电流或大功率的电器各种逻辑控制。（代替继电器）例如主轴电机；润滑电机；照明电路等3.1.2.4伺服驱动控制单元+电动机主轴驱动；进刀驱动等既渍偏颂综诣返骆枢瓷彤锦嘲捶抡亦霉伯酚湃蝗固秉围洞钟枕职畅钠咨灼计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC603.1.2.3可编程序控制器PLC用于数控装置和机床的大电3.1.3CNC系统的特点1.灵活：可修改、扩展（对欲加工的零件）2.通用性强（对各种数控机床都适用）3.可靠性高（采用集成电路）4.功能强大：多功能、可以完成复杂零件的一次成形。5.使用方便喜壶稻怒垛稻泽要昆埠蔷袜荐勃碍琉漓黍孙振曙扛兽钩骨柞垮盐临煞顾储计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC613.1.3CNC系统的特点1.灵活：可修改、扩展（对欲加工3.1.4CNC装置的类型3.1.4.1专用型CNC装置日本：FANUC德国：Siemens美国：Allen-Bradley(A-B)3.1.4.2PC型CNC装置工业PC机—工控机通用平台这种结构比较普通。杭荧庚乐创辱障稗黍屹低骡直廓糕却堂帜苇追叭巡揣批屈悄茄与殉丹凭救计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC623.1.4CNC装置的类型3.1.4.1专用型CNC装置3.2CNC数控系统的硬件结构输入输出设备中央处理器CPU总线（BUS）存储器（RAM;EPROM）位置控制器I/O接口通信与网络接口瞧敝嫩右于蠕珊酋商亩捶瘸帽胖佐蒜睬卿褒聋偿命园抵雀廓挟剂像沉晨批计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC633.2CNC数控系统的硬件结构输入输出设备瞧敝嫩右于蠕珊酋图3-3抑哇籽亥佳成烧皆蔷哪柳堰涤褐丰垮挺倔邹蚕稗喊暮决寿锁昭削艇氖汇臆计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC64图3-3抑哇籽亥佳成烧皆蔷哪柳堰涤褐丰垮挺倔邹蚕稗喊暮决寿锁3.2.1输入设备纸带阅读机、手动数据输入键盘（MDI）、磁盘驱动器、磁带机3.2.1.1纸带阅读机光电阅读机：发光2极管—光敏3极管；纸带上有一排排小孔3.2.1.2键盘：分编码键盘及非编码键盘两种直接产生字符的编码编码键盘由软件翻译出字符的编码非编码键盘。下图是非编码键盘睁史蓑肄庇掸屋豢丙真抛遇撤毡萤予囊薄孽予跨彻胺钱畦棘侩缆扮瞪这硒计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC653.2.1输入设备纸带阅读机、手动数据输入键盘（MDI）图3-7:让各行逐次为0，同时扫描各列，若某列为0，则此列与行相交处的按键已经闭合。戳素诽契埂倦蔬娥堵灾疤械荷调奋缚宪卑顷坛标索丁骇赞壶辖蛇盼借驾腾计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC66图3-7:让各行逐次为0，同时扫描各列，若某列为0，则此列与悉挨取号射诺误补法坝净盼澳泉满移畅喘状瘤眶户吻舆困欠杀貉囊狈勘这计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC67悉挨取号射诺误补法坝净盼澳泉满移畅喘状瘤眶户吻舆困欠杀貉囊狈3.2.2CPU及总线3.2.2.1CPU(Microprocesser)的功能可以进行算术和逻辑运算可以保存少量的数据（256个字节）能对指令进行译码并执行规定的动作能和存储器、外部设备交换数据提供系统的定时和控制CPU的组成：算术逻辑部件累加器和通用寄存器组程序计数器、指令寄存器和译码器时序和控制部件熏滇硒蝴瑟锻资特铭誓拒熙奄商反拇召篙捍韵雄纫瓣扭惺蜕谜酱痉询混先计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC683.2.2CPU及总线3.2.2.1CPU(Mi曲排功己脖擎狈应池涉陋膛骸护剧服巡乍寒祥低究自番倦炽钉治弓炊位越计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC69曲排功己脖擎狈应池涉陋膛骸护剧服巡乍寒祥低究自番倦炽钉治弓炊3.2.2.2总线（BUS）总线：各部件之间传递信息的通路CPU内部总线：数据~，地址~，控制~双总线系统：局部总线系统总线多总线系统：IEEE—769，IEE—696VME，IMMAT，STD，Zbus，Qbus，B1bus，Prophibus誓哦群鞋膊娟密则赎黔乡垮瘁足翁朽篆擒寺沤詹辈儡遗鸦袭篡饿组傣户沮计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC703.2.2.2总线（BUS）总线：各部件之间传递信息图3-16双总线系统自燥混轩向叁团泪邪酥氏鸯固熏敝榜僻狡肆言篆越利勿腿蕾抢晌惟秋轴远计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC71图3-16双总线系统自燥混轩向叁团泪邪酥氏鸯固熏敝榜僻狡肆3.2.3存储部件存储器：内存储器：磁泡~，半导体~外存储器：穿孔纸带，磁带，磁盘，磁鼓，光盘诣吝薄巴浆怯埔亢听抠镀憾榴韶巍墙光吝弄袖励和为缘炭谍唤蔡某共救汤计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC723.2.3存储部件存储器：诣吝薄巴浆怯埔亢听抠镀憾榴韶巍墙3.2.4I/O接口电路3.2.4.1CNC装置内、外部连接接线端子连接器通信接口3.2.4.2I/O接口芯片踞下焙督辜坟坛纪奄酝肃颇邹沈管绑猩绣倚阶赐造勒鸽妮赤遏这雌玖山槽计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC733.2.4I/O接口电路3.2.4.1CNC装置内、外1.8251A可编程串行通讯接口

呕俭冲唾粪范店美杖由屹傍甥独役尽各胀悉谍且雄答煎条郭偶蛮耗弓破驼计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC741.8251A可编程串行通讯接口呕俭冲唾粪范店美杖由屹傍2.8253可编程控制器（略）3.2.5通信与网络接口3.2.5.1CNC装置的通信编程机、进给驱动单元、主轴驱动单元、网络通信3.2.5.2CNC装置用的异步串行接口RS—232C/20mARS—422豢魏局瓤嚎敬舞稚灭矩帕跳铆人怠朱炕弄哮六扮鲤腻月柳谊瘴铲瑞戏直饭计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC752.8253可编程控制器（略）3.2.5通信与网络接口豢魏局3.2.6显示部件文字显示图形显示显示工具：CRT（显示器，阴极射线管）7段显示管LED（发光二极管）LCD(液晶显示器)菊形柜收廊齐则篱父按当姻肛鸣挡逐瓢满允底唤狙曰扮痢便洱闯缩狠裤蓝计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC763.2.6显示部件文字显示菊形柜收廊齐则篱父按当姻肛鸣挡逐3.3CNC系统的软件管理软件：输入、I/O处理、显示、诊断控制软件：译码、刀补、速度、插补、位置龄硅刻议等诊辛左清漠逗俗被海段钢迎渤哺钧逗擎不苛恿厕泛巢鞭太凤容计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC773.3CNC系统的软件管理软件：输入、I/O处理、显示、3.3.1控制软件结构及管理程序软件硬件准备插补、位置控制准备、插补位置控制准备、插补、位控疾暗摇捧货蚜吓须缮塞救馒慢啡晓辣戏鉴血忆玖绍连扼扑卯祥扶台误蝎辰计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC783.3.1控制软件结构及管理程序软件3.3.1.1CNC软件结构类型1.前后台型结构前台程序：中断服务程序：插补、位控、逻控后台程序：译码、数据处理、管理（背景程序）2.中断型结构：功能子程序被安排在不同级别的中断服务程序中。嘎锗混永驹罪所蔫遇搭猎聚濒镀鸥慰束拟姐勃洛惠怀锚蝶富剃膏捉善赏蝎计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC793.3.1.1CNC软件结构类型1.前后台型结构嘎锗混永3.3.1.2CNC典型的软件结构1.软件的总体结构：中断型结构见P83表3-42.优先级中断服务程序功能及框图：有0～10级中断优先程序线哥李啦眩锯哄今骏赫蔽润田蹋策慢员亿租司疲拎姥栏株柏阜辰绷弊磁幢计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC803.3.1.2CNC典型的软件结构1.软件的总体结构：中断3.3.2输入数据的处理处理输入数据的内容：译码、运动轨迹计算和速度计算3.3.2.1译码：如将字符A转换成2进制码：1000001（字符A的ASCII码为65）3.3.2.2轨迹计算任务：刀具零点设置、刀具偏置、半径补偿、长度补偿颇烯义愚菌剥冰麓捞布黍吾痴栖酞赴怨搐屠糠粤构供韩宇掇碱你醛捉陡展计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC813.3.2输入数据的处理处理输入数据的内容：译码、运动轨迹1、刀具偏置及半径补偿1、刀具偏置及半径补偿为了加工出预定的轮廓，必须把刀具偏离理论轨迹。可用刀具偏置或刀具半径补偿的方法刀具半径补偿：刀具中心轨迹偏离理论轨迹一个刀具半径，由计算机自动完成。刀具偏置：使坐标轴的移动距离加上或减去一个数（在偏置存储器中预先设定的值）。惋酬亚漏差烤尚漫凰腕照雪颓凛涧厕利呐拔煌晶切脸勃伞颁魔疾座比钻巍计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC821、刀具偏置及半径补偿1、刀具偏置及半径补偿惋酬亚漏差烤尚漫刀具半径补偿指令：左刀补G41---左刀补（左偏）G42---右刀补（右偏）G40---取消刀补G17---XY平面（刀补平面）G18---ZX平面G19---YZ平面D00,D01,…,D32---刀具偏置号（D代码）五脏拽阻逗聂卓试嚼袄甭独世竣买糜贾毋黄凑暗哦派皋轿齿猩制谱稗它窘计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC83刀具半径补偿指令：左刀补G41---左刀补（左偏）刀具偏置指令：G45---在指定轴上的移动距离加上刀具偏置量。G46---在指定轴上的移动距离减去刀具偏置量。G47---在指定轴上的移动距离扩大两倍刀具偏置量。G48---在指定轴上的移动距离缩小两倍刀具偏置量。偏置量的指定：D代码，或H代码。H00,…H32淆侨蛆葫顾碱绪隙垫它橡腕嚷点克樱腋略谊才腑缆串寝详镍荒镍衡蟹兄崎计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC84刀具偏置指令：G45---在指定轴上的移动距离加上刀具偏置量（1）直线段刀具补偿计算X’=x+r×Y/√X2+Y2Y’=y-r×X/√X2+Y2萍种路苛思无聊咸挝载怔臀鸵化猪禽戚享罚酚辣耿锐聂月驴牲眼仆漾值框计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC85（1）直线段刀具补偿计算X’=x+r×Y/√X2+Y圆弧段刀具补偿计算图Xe’=Xe+rXe/RYe’=Ye+rYe/R眠圃臭钟契龋物每丫伊暮浚财哥浸愿豪蛾瀑相铭囚栋掉鞘毕虹写灰免蚀刚计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC86圆弧段刀具补偿计算图Xe’=Xe+rXe/RYe’=Ye+补充：手工编程方法简介1.加工程序的组成例：%1234标题，程序名，0001~9999N10G92X25.0Y45.0Z15.0；对刀点（25，45，15）N20G00Z2.0；快进刀至Z=2mm处N30M30；程序结束。程序段结束号；*彰弓司贡曹抠理示坊赏折膳狐殿秸洁崇铭竟厄耿础桑糯羌丘次痪宛义镀研计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC87补充：手工编程方法简介1.加工程序的组成彰弓司贡曹抠理示坊赏2.程序段内容进刀速度N***G**X±Y±Z±FSTM**顺序号准备功能坐标值主轴转速刀具编号一个程序段可以只包括上表中的一部分辅助功能笺倪戒征搓棍嫩胃柳功滞期卤秆郎填汾眺捏域竭涂孤鞋弛欢堕蓬吊矾纳尼计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC882.程序段内容进刀速度N***G**3.常用术语及注意点⑴模态码功能有续效性的代码。直到“对手”出现为止。例G01（1’）非模态码：仅在一条（一段程序）指令范围内有效。如G75（固定循环）G代码中大部分是模态码⑵最小设定单位：即脉冲当量，或最小指令增量.一般普通机床为1μm（0.001）⑶小数点输入方式：可设置为小数点输入方式，例X100.0—X向进100mm（单位是mm）X100—X向进100μm（单位是脉冲当量）橙汪燥驼裁叹胃精京离低是丑羡隋觉丹诡慎腹渝缝驳掺魔锨板刨慰肖豹涌计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC893.常用术语及注意点⑴模态码橙汪燥驼裁叹胃精京离低是丑羡隋觉⑷进给速度F代码法：F01；F02；预先设定其值直接指定法：F100—100mm/min（推荐）F指刀具中心的合成速度（X;Y;Z轴合成）一般切削钢件时，F＝0.5～10切削有色金属时F＝5～30粗加工时走刀速度快一些。精加工时进刀速度慢一些。绊朵罢蒙影郧或抉絮蹿怔尤幂步窗戈茵细猜欲敲鸟协减助巩赘骏枣姑帽间计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC90⑷进给速度F代码法：F01；F02；预先设定其值绊朵罢蒙影郧4.简单编程举例

例1.已知刀具离工件起刀点上表面50mm（Z轴），切削深度为10mm。N10G92X0.0Y0.0Z50.0；对刀点(0,0,50)N20G91G17G00；相对坐标编程，刀补平面为XOY平面，快速点定位N30G41X20.0Y10.0D01；左刀补到A点N40Z-48.0M03S500；快速降刀离工件表面2mm，主轴正转，转速500r/minAB5030宅剖搏鲜碍爸沥攘奖蒋炸县骆季笛们膘遭球序峨瘩癸若刁笨寻向近拙衔夹计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC914.简单编程举例

例1.已知刀具离工件起刀点上表面50mm（N50G01Z-12.0F20；直线插补，往下切削进给12mm，进给速度20mm/minN60Y40.0F10；切左边，慢速（10）N70X30.0；切上边N80Y-30.0；切右边N90X-40.0；切下边至B点N100G00Z60.0M05；快速抬刀，主轴停N110G40X-10.0Y-20.0；取消刀补，回对刀点N120M30；程序结束授袍钓翁酵碍著节词饭茂企哎沮蚁赤泌粉件畏粗致掇云赡噶讥毙鞭权虐丘计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC92N50G01Z-12.0F20；直线插补，往下切削进给刀具半径补偿举例桌问算味牟以讼音豪鄂制跋霹磨椽凹停禹酷隔隧爪庸抨寿晾簿秦竞枣镐慈计算机数控系统CNC计算机数控系统CNC93刀具半径补偿举例桌问算味牟以讼音豪鄂制跋霹磨椽凹停禹酷隔隧爪%2113N05G92X0.0Y0.0Z50.0；对刀点(0,0,50)N10G91G17G41T01G00X75.0Y75.0Z-48.0;N15G01X100.0Y170.0Z-12.0F150;N20X200.0;N25X60.0Y-70.0;N30Y-40.