02 计算机数控装置的组成结构

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课 时 授 课 计 划 编号：02 授课日期 授课班级 授课时数 2 14数控技术23 14数控技术24 14数控技术25 课 题 数控原理与应用 模块一 数控技术概论 §1.3计算机数控装置组成结构 §1.4常见数控系统简介 教学目的 掌握计算机数控装置的结构 教学重点 计算机数控装置的软件结构 教学难点 计算机数控装置的软件结构 课堂类型及教学方法 讲授课 讲授、分析、对比、多媒体教学 教具、挂图 CAI课件 教学过程 如下

教研室主任签字： 年 月 日 任课教师：彭帅星

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☆组织教学 ☆复习旧课 提问复习 ☆讲授新课 看书归纳 讲解 看图分析 讲解 对比分析 考勤 1．数控系统的组成？ 2．数控系统按运动轨迹的分类？？ 模块一、数控技术概论 §1.3 计算机数控装置的组成结构 计算机数控装置也叫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，并用软件处理控制信息，实现数字控制功能。 计算机数控装置是一个完整的计算机系统，由硬件和软件两大部分组成的。 一、 CNC装置的硬件结构 1.物理结构 根据安装形式和板卡布局分为专用型和基于PC的数控系统。 2.逻辑结构 根据内部逻辑电路结构的不同，分为单CPU结构和多CPU结构。 CPU EPROM纸带阅读机接口纸带阅读机 RAM纸带穿孔机穿孔机、电传机接口 数控面板电传机MDI/CRT CRT接口I/O 接口机床 MPLC位置控制速度控制 串行通信及网络接口 单CPU结构 CNC主存储器插补模块 管理模块模块 (CPU) (CPU) 系统总线 MDI/CRT PLC位置控制人机—接口控制模块模块 模块 (CPU) (CPU) (CPU) 多CPU结构 二、 CNC装置的软件结构 CNC装置的软件又称为系统软件， 其作用与计算机操作系统相类似，其组成如图所示。 CNC系统是一个多任务的实时控制系统。 柳州铁道职业技术学院教师备课教案

看图讲解 提示+讨论 重点： 看图讲解 分析＋归纳 难点： 看图讲解 分析＋讨论 输入/输出 管理软件显示 诊断 CNC系统软件译码 刀具补偿 控制软件速度处理 插补运算 位置控制 CNC系统是一个多任务的实时控制系统。 CNC系统必须采用多任务并行处理技术和实时中断处理技术来实现。根据CNC系统软件中各模块之间的组织关系的不同，可分为前后台型结构和多重中断型结构。 1.前后台型结构中，系统软件分为前台程序和后台程序。前台程序是一些实时中断服务程序，实现插补、位置控制等实时性要求高的控制任务；后台程序是一个顺序循环执行的程序，主要完成一些实时性要求不高的功能，如零件程序的输入、译码等插补前的准备工作和系统管理工作。 开始 初始化 键盘工作 手动方式选择 自动单段 键盘加工手动操作服务程序服务程序服务程序 后台程序一般结构 柳州铁道职业技术学院教师备课教案

看图讲解 介绍几种数控系统 2.中断型结构 系统软件除了初始化程序之外，其他各功能模块分别被安排在不同级别的中断服务程序中，优先级别高的程序可以中断优先级别低的程序。优先级分配示例如下。 三、 零件加工程序的处理过程 零件加工程序段在CNC装置内部的六个处理步骤如图2.7所示，顺序是输入→译码→刀具补偿→进给速度处理→插补→位置控制，各个步骤的主要功能是： 件程序零进给N10 G94 M03 速度刀具N20 G00 X10输入译码结果刀具补偿插补插补插补位置Z30译码伺服处理补偿输入缓冲缓冲缓冲工作结果控制机床N30 G01 X5 Z10 驱动F100存储区存储区存储区寄存器寄存器N40 Z0 零件程序存储区 1.4 常见数控系统产品简介 一、 日本FANUC数控系统 由日本FANUC公司生产，其产品分许多个系列。 1.FANUC Series 3/5/6/7系列 2.FANUC Series 10／11／12系列 3.FANUC Series 0系列 4.FANUC Series 15系列 5.FANUC Series l6/18/21系列 6.FANUC Series 20i系列 7. FANUC Series 30i/300i/3000is系列 二、德国SIEMENS公司的CNC产品 SINUMERIK 802S/C/D系列 802S是SIEMENS公司在20世纪90年代中后期推出的经济型数控系统。 三、 西班牙FAGOR公司的CNC产品 FAGOR公司生产的CNC产品有101/102、800、8025／8030、8050等系列。 四、施耐德公司的CNC产品 五、国产数控系统 1. 华中数控 华中数控以“世纪星”系列数控单元为典型产品，HNC–21T为车削系统，最大联动轴数为4轴；HNC–21／22M为铣削系统，最大联动轴数为4轴，采用开放式体系结构，内置嵌人式工业PC。 伺服系统的主要产品包括：HSV–11系列交流伺服驱动装置，HSV–16系列全数字交流伺服驱动装置，步进电机驱动装置，交流伺服主轴驱动装置与电机，永磁同步交流伺服电机等。 2.. 北京航天数控 北京航天数控的主要产品为CASNUC 2100数控系统，是以PC机为硬件基础的模块化、开放式的数控系统，可用于车床、铣床、加工中心等8轴以下机械设备的控制，具有2轴、3轴、4轴联动功能。 3. 上海开通数控 …柳州铁道职业技术学院教师备课教案

☆小结 ☆课后记 4．广州数控 其主要产品有GSK983M-V、980MD铣床数控系统、GSK980TDa、928TEII、980TB1、218TB车床数控系统、DAP03主轴伺服驱动、ZJY208、ZJY265主轴伺服电机等产品。 GSK218M、990MA铣床数控系统、928GA/GE磨床数控系统、80SJT系列伺服电机等新产品进入小批量生产。 1. 数控系统的软件结构的两种形式和不同 2. 常见数控系统