计算机数控装置课件2

/

第

三第三部分

章

计

算

机燃控装置(CNC)

数

控

装

置

(

C

N

C

)

1

计算机数控装置(CNC)

第一节概述

第

三第二节CNC装置的硬件体系结构

章

计

算第三节NC系统软件结构

机

数

控第四节CNC装置的插补原理

装

置

(

C第五节刀具半径补偿原理

N

C

)

2

算机数控装置(CNC)

内容提要

第

三本章将详细讨论CNC装置的软件硬件

章

计

算结构；CN装置基本功能的原理及实现方

机

数

控法。

装

置

(

C

N

C

)

第

三

章

计

算

机

数

控

装

置

(

C

N

C

)

在第一章我们就知道了数控装置是机床数

第

三控系统的核心，并对其在系统中的主要作

章

计用了一个概括性的了解，由于它在整

算个系统中的重要性，故在本章我们将对其

机

数进行较详细的讨论。

控

装

置

(

C

N

C

)

5

一・CNC装置的组成

从自动控制的角度来看，CNC系统是一种位置（轨

第

三迹）控制系统，其本质上是以多执行部件（各运动轴）的

章

计位移量为控制对象并使其协调运动的自动控制系统，是

算

机一种配有专用操作系统的计算机控制系统。

数

控从外部特征来看,CNC系统是由硬件（通用硬件驾

装专用硬件）和软件（专用）、两大部分组成的。/

置

(

C

N

C

6

概述

1.CNC系统的硬件一般性结构

结构：由计算机基本系统、设备支持层、设备层组成。

第

三

计算机基本系统设备支持层设备层

章

计

算

机

数

控

装

置

C(

N

C图3-1CNC的一般性硬代结构/

7

第3一-ff节c概iffir述T

2.CNC系统软件的功能性结构

第本质特征：CNC系统软件是具有实时性和多任务性的

三

章专用操作系统,

计

算

功能特征:契作系统由CNC管理软件和CNC控制软件

机

数

两部分组成。它是系统的灵魂。

控CNC

装

置

(

NC

C

8

概述

第

章

计

零

输

故

机

人

障

件

入

床

机

主

显

算

诊

程

输

交

输

轴

示

机

断

序

互

出

入

处

控

理

处

管

管

交

制

输

数

理

理

互

理

出

控

装

置

图

32CNC软

(

C

N

C

9

3.CNC硬件、软件的作用和相互关系

第硬件是基础，软件是灵魂

三

章

计CNC装勺系统软件在系统硬件的支持下，合理地

算

机组织、管理整个系统的各项工作。

数

控

装

□CNC系统的硬件和软件构成了CNC系统的系统平台。

置

(

C

N

C

)

10

1.具有灵活性和通用性

第

三

□CNC装置的功能大多由软件实现，且软硬件采用

章

计模块化的结构，对设计和开发者而言，系统功能

算

机

数

控

装

置

(

C

N

C

)

U

2.数控功能丰富

第□插补功能：二次曲线、样条、空间曲面等插补

三

章□补偿功能：运动精度、随机误差补偿、非线性误

计

差补偿等

算

机□人机对话功能、加工的动、静态跟踪显示，高级人

数机对话窗口:/

控

装□编程功能：G代码、篮图编程、部分自动编程功能。

置

C(

CN

12

3.可靠性高

□采用集成度高的电子元件、芯片、采用VLSI本身就

第

三是可靠性的保证。

章

计许多功能由软件实现，硬件的数量减少。

算

机□丰富的故障诊断及保护功能（大多由软件实现），从

数

控而可使系统的故W生的频率和发生故障后的修

装

置时间降低。

C(

CN

13

4.使用维护方便

第□操作使用方便：用户只需根据菜单的提示，便可

三

章进行正确操作。

计

算□编程方便：具有多种编程的功能、程序自动校验

机

数和模拟仿真功能。

控

装□维护维修方便：部分日常维护工作自动进行q闰

置

滑，关键部件的定期检查等），数控机床的自诊

(

C

N

断功能，可迅速实现故障准确定位。

C

14

概述

5.易于实现机电一体化

第数控系统控制柜的体积小（采用计算机，硬件数量减

章

计少；电子元件的集成度越来越高，硬件的不断减小），

算

机使其与机床在上结合在一起成为可能，减少占地

数

控

面积，方便操作。

装

置

(

NC

)C

15

概述

三.CNC装置的功能

第

三

章

计

算

机

数

控

装

置

(

C

N

C

)

1.控制功能

第

三—CNC能控制和能联动控制的进给轴数。

章

计□

算

机

数

控

装

置

(

C

N

C

)

概述

2.准备功能（G功能）

第

指令机床动作方式的功能。

三

章

计

已在第二章介绍。

算

机

数

控

装

置

(

NC

C

18

3.插补功能和固定循环功能

第

三插补功能数控系统实现零件轮廓（平

章

计p或空间）加工轨迹运算的功能。

算

机固定循环功能数控系统实现典型加

数

控工循环（如：钻孔、攻丝、像孔、深

装

置孔钻削和切螺纹等）的功能I

(

NC

C

19

4.进给功能

进给速度的控制功能。

第

三副进给速度——控制刀具相对工件的运动速度，单

章

计位为(inch/miri)。

算

同步进给实现切削速度和进给速度的同

机

数步，单位为(inch/min)。

控

装进给倍率(进给修调率)人工实时修调预

置定的进给速度。

(

C

N

C

)

20

5.主轴功能

主轴切削速度、周向位置控制功能。

第□主轴转速---主轴转速的控制功能，单位：r/mino

三

章□恒线速度控制——刀具切削点的切削速度为恒速

计

算的控制功能。单位：Qm/miQ

机主轴定向控主轴周向定位于特定位置控制的

数□

控功能。

装

C轴控制——主轴周向任意位置控制的功能。

置□

(

NC□主轴修调率人工实时修调预先设定的主轴转速。

C

21

6.辅助功能（M功能）

第

三用于指令机床辅助操作的功能。

章

计

已在第二章介绍。

算

机

数

控

装

置

(

NC

C

22

7.刀具管理功能

实现对刀具几何尺寸和刀具寿命的管理功能。

第

三□B刀具几何尺寸管理：管理刀具半径和长度，供刀具

章

计补偿功能使用；

算口刀具寿命管：管理时间寿命，当刀具寿命到期时

机

数I,CNC系统将提示更换刀具；

控

口刀具类型管理：用于标识刀库中的刀具和自动爰

装

置加工y。

(

C

N

C

)

23

8.补偿功能

刀具半径和长度补偿功能：实现按零件轮廓编制的

第

三程序控制刀具中心轨迹的功能。

章

计□传动链误差：包括螺距误差补偿和反向间隙误差补

算偿功能。

机

数非线性误差补偿功能：对诸如热变形、静态弹性力

控形、空间误差以及由刀具磨损所引起的加工误差等,

装

置采用AI、专家系统等术进行建模，利用模型实

(

C施在线补偿。

CN

24

9.人机对话功能

第

三在CNC装