实验四 开放式数控系统的基本认知和实验系统基本操作 实验简介：通过本实验学生能够学习开放式数控系统的定义、基本特点，结 合实验工作台了解“NC嵌入PC”式结构的开放式数控系统的基本
原理并在实验工作台上进行实际操作。
适用课程：计算机数控技术
实验目的：A了解开放式数控系统的概念及“NC嵌入PC”式结构的开放式数 控系统的基本原理；
B 掌握实验工作台系统的基本操作。
面向专业：工科类本科生
实验性质：综合性/必做
知 识 点：A 计算机数控技术；
B 数控系统的软硬件；
C 操作技能；
D 实验分析技能。
学 时 数：2
设备工具：XY二维实验工作台系统。
材料消耗：无直接消耗材料。
要 求：A 预习《计算机数控技术》、《数控系统的软件》及《数控系统的硬件》等课程的相关知识点内容；
B预习《数控代码编程实验指导书》中实验目的、原理、设备、操作步骤或说明；
C 进行实验时衣着整齐，遵守实验室管理规定、学生实验守则、仪
器设备操作规定等相关规定，服从实验技术人员或实验教师的指导
与管理。
实验照片：
实验地点：教六楼——102室（机械工程实验中心）
开放式数控系统的现状与发展自从世界上第一台数控机床于1958年在美国麻省工学院(MIT)出现以来的几十年的时间内，数控系统一直沿着传统的闭式结构向前发展。对用户来说,这种闭式数控系统只是一个被定义了输入和输出的黑匣子，其内部细节是不可知的。这种数控系统最大缺点在于，无论是制造商还是终端用户，在原来基础上很难或几乎不可能再加入新的控制策略方案和扩展新功能。随着计算机在制造过程中的广泛应用，改善制造过程性能的需求越来越强烈，这种封闭式结构的局限性也越来越明显。为适应不断发展的现代技术和生产需求，未来的数控系统必须能够被用户重新配置、修改、扩充和改装，并允许模块化地集成传感器、加工过程的监视与控制系统，以及网络通信和远程诊断等，而不必重新设计硬件和软件。 开放式数控系统的概念和特征 技术的发展，特别是汽车工业的推动，20世纪90年代开始，各发达国家争先开发开放式数控系统，并把它提高到国家战略计划的高度。开放式数控系统是计算机软、硬件技术、信息技术、控制技术融入数控技术的产物。根据IEEE 的定义，开放式数控系统为：一个开放式系统应能使各种应用系统有效地运行于不同供应商提供的平台上，具有与其他应用系统相互操作及用户交换的特点。根据IEEE的定义，开放式数控系统的特征可以概括为： (1)开放性 (2)移植性 (3)扩展性 (4)网络化 开放式数控系统的体系结构 从IEEE的定义可以看出，一个开放式的数控系统，首先应具备系统功能模块化的参考结构，并具有定义了标准协议的通信系统，使得各个功能模块能通过API来相互交换信息并相互操作。同时，系统还应具备一个实时的配置系统，使得各个功能模块无论在运行开始还是之间都能够被灵活的配置。欧盟的OSACA 开放式体系结构的制定正符合这种要求。现介绍如下： 1.OSACA的体系结构
数控机床 是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作并加工零件的控制单元，数控机床的操作和监控全部在这个数控单元中完成，它是数控机床的大脑。 加工精度高，具有稳定的加工质量； 可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件； 加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间； 机床本身的精度高、刚性大，可选择有利的加工用量，生产率高（一般为普通机床的3~5倍）； 机床自动化程度高，可以减轻劳动强度； 对操作人员的素质要求较高，对维修人员的技术要求更高。 数控机床一般由下列几个部分组成： 主机，是数控机床的主体，包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。它是用于完成各种切削加工的机械部件。 数控装置，是数控机床的核心，包括硬件（印刷电路板、CRT显示器、键盒、纸带阅读机等）以及相应的软件，用于输入数字化的零件程序，并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能。 驱动装置，是数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等。它在数控装置的控制下通过电气或电液伺服系统实现主轴和进给驱动。当几个进给联动时，可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工。 辅助装置，指数控机床的一些必要的配套部件，用以保证数控机床的运行，如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。它包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头，还包括刀具及监控检测装置等。 编程及其他附属设备，可用来在机外进行零件的程序编制、存储等。 数控机床加工流程说明 CAD：Computer Aided Design，即计算机辅助设计。2D或3D的工件或立体图设计 CAM：Computer Aided Making，即计算机辅助制造。使用CAM软体生成G-Code CNC：数控机床控制器，读入G-Code开始加工
开放式数控系统概述 １.传统的数控系统存在的问题 标准的软件化、开放式控制器是真正的下一代控制器。传统的数控系统采用专用计算机系统,软硬件对用户都是封闭的,主要存在以下问题: （１）由于传统数控系统的封闭性,各数控系统生产厂家的产品软硬件不兼容，使得用户投资安全性受到威胁,购买成本和产品生命周期内的使用成本高。同时专用控制器的软硬件的主流技术远远地落后于PC的技术，系统无法“借用”日新月异的ＰC技术而升级。 （２）系统功能固定，不能充分反映机床制造厂的生产经验,不具备某些机床或工艺特征需要的性能，用户无法对系统进行重新定义和扩展,也很难满足最终用户的特殊要求。作为机床生产厂希望生产的数控机床有自己的特色以区别于竞争对手的产品，以利于在激烈的市场竞争中占有一席之地，而传统的数控系统是做不到的。 (3）传统数控系统缺乏统一有效和高速的通道与其他控制设备和网络设备进行互连，信息被锁在“黑匣子”中，每一台设备都成为自动化的“孤岛”,对企业的网络化和信息化发展是一个障碍。 (4）传统数控系统人机界面不灵活,系统的培训和维护费用昂贵。许多厂家花巨资购买高档数控设备,面对几本甚至十几本沉甸甸的技术资料不知从何下手。由于缺乏使用和维护知识,购买的设备不能充分发挥其作用。一旦出现故障，面对“黑匣子” 无从下手,维修费用十分昂贵。有的设备由于不能正确使用以致于长期处于瘫痪状态,花巨资购买的设备非但不能发挥作用反而成了企业的沉重包袱。 在计算机技术飞速发展的今天,商业和办公自动化的软硬件系统开放性已经非常好，如果计算机的任何软硬件出了故障，都可以很快从市场买到它并加以解决，而这在传统封闭式数控系统中是作不到的。为克服传统数控系统的缺点，数控系统正朝着开放式数控系统的方向
4.6.2景观设施分类 按照设施景观的服务用途，可以将景观分为七类： 休息设施如座椅、野外桌等。 服务设施如电话亭，滩亭、邮筒等。 信息设施如标志、指示牌等。 卫生设施如饮用水栓、洗手洗脚设施、垃圾桶、公用厕所等。 运动设施如各类运动场、球场、高尔夫球场等 游乐设施如儿童游戏设施等 交通设施如分隔墩、隔离墩、路障、候车亭等。 5.景观设计方法 景观设计是多项工程配合相互协调的综合设计，就其复杂性来讲，需要考虑交通、水电、园林、市政、建筑等各个技术领域。各种法则法规都要了解把握，才能在具体的设计中，运用好各种景观设计要素，安排好项目中每一地块的用途，设计出符合土地使用性质的、满足客户需要的、比较适用的方案。景观设计中一般以建筑为硬件，绿化为软件，以水景为网络，以小品为节点，采用各种专业技术手段辅助实施设计方案。 从设计方法或设计阶段上讲，大概的有以下几个方面： 5.1构思 构思是一个景观设计最重要的部分，也可以说是景观设计的最初阶段。从学科发展方面和国内外景观实践领域来看，景观设计的含义相差甚大。一般的观点都认为景观设计是关于如何合理安排和使用土地，解决土地、人类、城市和土地上的一切生命的安全与健康以及可持续发展的问题。它涉及包括区域、新城镇、邻里和社区规划设计，公园和游憩规划，交通规划，校园规划设计，景观改造和修复，遗产保护，花园设计，疗养及其他非凡用途区域等很多的领域。同时，从目前国内很多的实践活动或学科发展来看，着重于具体的项目本身的环境设计，这就是狭义上的景观设计。但是这两种观点并不相互冲突。 综上所述，无论是关于土地的合理使用，还是一个狭义的景观设计方案，构思是十分重要的。 构思是景观规划设计前的预备工作，是景观设计不可缺少的一个环节。构思首先考虑的是满足其使用功能，充分为地块的使用者创造、安排出满足的空间场所，又要考虑不破坏当地的生态环境，尽量减少项目对四周生态环境的干扰。然后，采用构图以及下面将要提及的各种手法进行具体的方案设计。 5.2构图 在构思的基础上就是构图的问题了。构思是构图的基础，构图始终要围绕着满足构思的所有功能。在这当中要把主要的注重力放在人和自然的关系上。中国早在步入春秋战国时代，就进入和亲协调的阶段，所以在造园构景中运用多种手段来表现自然；以求得渐入佳境、小中见大、步移景异的理想境界，以取得自然、淡泊。舒适、含蓄的艺术效果。而现代的景观设计思想也在提倡人与人、人与自然的和谐，景观设计师的目标和工作就是帮助人类，使人、建筑、社区、城市以及他们的生活，同生命的地球和谐相处。景观设计构图包括两个方
开放式数控 现在国际上公认的开放式体系结构应具有四个特点：相互操作性、可移植性、可缩放性、可互换性。 1. 相互操作性（Interoperability） 相互操作性指不同应用程序模块通过标准化的应用程序接口运行于系统平台上，相互之间保持平等的相互操作能力，协调工作。这一特性要求提供标准化的接口、通讯和交互模型。随着制造技术的不断发展，CNC也正朝着信息集成的方向发展。CNC系统不但应能和不同系统彼此互连，实施正确有效的信息互通，同时应在信息互通的基础上，能信息互用，完成应用处理的协同工作，因此要求不同的应用模块能相互操作，协调工作。 2. 可移植性（Portability） 可移植性指不同的应用程序模块可以运行于不同供应商提供的不同的系统平台之上。可移植性应用于CNC系统，其目的是为了解决软件公用问题。要使系统提供可移植特性，基本要求是设备无关性，即 通过统一的应用程序接口，完成对设备的控制 要求各部件具有统一的数据格式、行为模型、通讯方式和交互机制 具备可移植特性的系统，可使用户具有更大的软件选择余地，通过选购适应多种系统的软件，费用可以显著降低 在应用软件的开发过程中，重复投入费用也可降低。 可移植性也包括对用户的适应性，要求CNC系统具有统一风格的交互界面，使用户适应一种控制器的操作，即可适应一类控制器的操作，而无需对该控制器的使用重新进行费时费力的培训。 3. 可缩放性（Scalability） 可缩放性指增添和减少系统的功能仅仅表现为特定模块单元的装载与卸载。不是所有的场合都需要CNC系统具备复杂且完善的数控功能，在这种情况下，厂家没有必要购买不适于加工产品的复杂数控系统。因为可缩放性使得CNC系统的功能和规模变得极其灵活，既可以增加配件或软件以构成功能更加强大的系统，也可以裁减其功能来适应简单加工场合。同时，同一软件既可以在该系统的低档硬件配置上运行，也可以在该系统的高档硬件配置上应用。可缩放性使得用户可以灵活改变CNC系统的应用场合，一台控制器可以使用于多种类加工设备的控制上。 4. 相互替代性（Interchangeability） 相互替代性指不同性能和不同功能的单元可以相互替代。而不影响系统的协调运行。有了相互替代性，构成开放体系结构的数控系统就不受唯一供应商所控制，也无需为此付出昂贵的版权使用费。相反，只需支付合理的或较少的费用，即可获得系统的各组成部件，并且可以有多个来源。
广州市XXXX技工学校 教案册 ( 生产实习 ) 课题数控车床基本知识 教师 时间
课题学习要求（引言） 本课题的教学目的 掌握数控加工的入门知识、组成及工作原理，及数控编程的基础知识；熟练数控的基本功能。掌握数控编程通用G代码、M功能、S功能、T功能。 一、数控车床加工特点以及加工流程（0.3课日） 1、数控的定义： 数控是指用数字来控制，通过计算机进行自动控制的技术通称为数控技术。 2、数控机床的特点： 1)、具有高度柔性， 2)、加工精度高， 3)、加工质量稳定、可靠。 4)、生产率高。 5)、改善劳动条件。 6)、利于生产管理现代化。 3、数控机床的组成和工作原理 1）、数控机床的组成 数控机床一般由输入输出设备、CNC装置（或称CNC单元）、伺服单元、驱动装置（或称执行机构）、可编程控制器PLC及电气控制装置、辅助装置、机床本体及测量装置组成。 下图是数控机床的组成框图，其中除机床本体之外的部分统称为计算机数控(CNC)系统。
4、数控车床编程的基础知识 数控车床之所以能够自动加工出不同形状、尺寸及高精度的零件，是因为数控车床按事先编制好的加工程序，经其数控装置“接收”和“处理”，从而实现对零件的自动加工的控制。 使用数控车床加工零件时，首先要做的工作就是编制加工程序。从分析零件图样到获得数控车床所需控制介质（加工程序单或数控带等）的全过程，称为程序编制，其主要内容和一般过程如下图所示： 1）图样分析 根据加工零件的图纸和技术文件，对零件的轮廓形状、有关标注、尺寸、精度、表面粗糙度、毛坯种类、件数、材料及热处理等项目要求进行分析并形成初步的加工方案。 2）辅助准备 根据图样分析确定机床和夹具、机床坐标系、编程坐标系、刀具准备、对刀方法、对刀点位置及测定机械间隙等。 3）制定加工工艺 拟定加工工艺方案、确定加工方法、加工线路与余量的分配、定位夹紧方式并合理选用机床，刀具及切削用量等。 4）数值计算 在编制程序前，还需对加工轨迹的一些未知坐标值进行计算，作为程序输入数据，主要包括：数值换算、尺寸链解算、坐标计算和辅助计算等。对于复杂的加工曲线和曲面还须使用计算机辅助计算。 5）编写加工程序单 根据确定的加工路线、刀具号、刀具形状、切削用量、辅助动作以及数值计算的结果按照数控车床规定使用的功能指令代码及程序段格式，逐段编写加工程序。此外，还应附上必要的加工示意图、刀具示意图、机床调整卡、工序卡等加工条件说明。 6）制作控制介质 加工程序完成以后，还必须将加工程序的内容记录在控制介质上，以便输入到数控装置中。如穿孔带、磁带及软盘等，还可采用手动方式将程序输入给数控装置。 7）程序校核 加工程序必须经过校验和试切削才能正式使用，通常可以通过数控车床的空运行检查程序格式有无出错或用模拟防真软件来检查刀具加工轨迹的正误，根据加工模拟轮廓的形状，与图纸对照检查。但是，这些方法尚无法检查出刀具偏置误差和编程计算不准而造成的零件误差大小，及切削用量选用是否合适、刀具断屑效果和工件表面质量是否达到要求，所以必须采用首件试切的方法来进行实际效果的检查, 以便对程序进行修正。
开放式数控系统概述 1. 传统的数控系统存在的问题 标准的软件化、开放式控制器是真正的下一代控制器。传统的数控系统采用专用计算机系 统，软硬件对用户都是封闭的，主要存在以下问题： （1）由于传统数控系统的封闭性，各数控系统生产厂家的产品软硬件不兼容，使得用户投资安全性受到威胁，购买成本和产品生命周期的使用成本高。同时专用控制器的软硬件的主流 技术远远地落后于PC的技术，系统无法“借用”日新月异的PC技术而升级。 （2）系统功能固定，不能充分反映机床制造厂的生产经验，不具备某些机床或工艺特征需要的性能，用户无法对系统进行重新定义和扩展，也很难满足最终用户的特殊要求。作为机床 生产厂希望生产的数控机床有自己的特色以区别于竞争对手的产品，以利于在激烈的市场竞争中占有一席之地，而传统的数控系统是做不到的。 （3 ）传统数控系统缺乏统一有效和高速的通道与其他控制设备和网络设备进行互连，信息被 锁在“黑匣子”中，每一台设备都成为自动化的“孤岛”，对企业的网络化和信息化发展是一个障碍。（4 ）传统数控系统人机界面不灵活，系统的培训和维护费用昂贵。许多厂家花巨资购买高档 数控设备，面对几本甚至十几本沉甸甸的技术资料不知从何下手。由于缺乏使用和维护知识，购买的设备不能充分发挥其作用。一旦出现故障，面对“黑匣子”无从下手，维修费用十分 昂贵。有的设备由于不能正确使用以致于长期处于瘫痪状态，花巨资购买的设备非但不能发挥作用反而成了企业的沉重包袱。 在计算机技术飞速发展的今天，商业和办公自动化的软硬件系统开放性已经非常好，如果 计算机的任何软硬件出了故障，都可以很快从市场买到它并加以解决，而这在传统封闭式数控系统中是作不到的。为克服传统数控系统的缺点，数控系统正朝着开放式数控系统的方向发展。目前其主要形式是基于PC的NC即在PC的总线上插上具有NC功能的运动控制卡完 成实时性要求高的NC核功能，或者利用NC与PC通讯改善PC的界面和其他功能。这种形式的开放式数控系统在开放性、功能、购买和使用总成本以及人机界面等方面较传统数控有很大的改善，但它还包含有专用硬件、扩展不方便。国外现阶段开发的开放式数控系统大都是这种结构形式的。这种PC化的NC还有专有化硬件，还不是严格意义上的开放式数控系统。 要实现控制系统的开放，首先得有一个大家遵循的标准。国际上一些工业化国家都开展了这一方面的研究，旨在建立一种标准规，使得控制系统软硬件与供应商无关，并且实现可移
自测1 一填空题 1 数控系统的基本功能是、和。 2 Z轴是平行于的坐标轴，Z轴的正方向是的方向。 3 多微处理器CNC装置各模块之间的互连和通信主要采用和 两类结构。 4 C刀具半径补偿的转接过渡有、和三种类型。 5 当瞬时速度稳定速度时，系统处于加速状态。加速时，每加速一次，瞬时速 度为Fi+1= 。 6 圆形感应同步器属于式和式检测元件，用于测量数控车床的刀架 位移时为测量。 7 按照驱动系统的不同控制方式，可以把数控机床分为、 和数控机床。 8 在车削加工程序中，绝对值编程时用表示X和Z轴的坐标值、增 量值编程时用表示X和Z轴的坐标值。 9 常见的CNC系统软件结构形式有和。 10 感应同步器常用的工作方式有和。 11 步进电机的转角、转向和转速分别取决于、和。 12 数控技术是一种以形式发出指令并实行自动控制的技术，它能对 机器的运动进行控制。 13 机床数控系统根据进给的不同，机床数控系统可分为开环控制系 统、闭环控制系统和半闭环控制系统。 14 程序编制方法主要有和自动编程两类。 15 ISO代码中直线快速运动代码为。 16 T代码表示。 17 刀具尺寸补偿指的是补偿和长度补偿。 18 数控机床中，刀具一步移动的距离叫。 19 用逐点比较法插补第一象限的斜线（起始点为坐标原点），若偏差函数大于 零，说明加工点在。 20 数控机床的导轨制造精度及精度对机床加工精度有着重要的影响。 21 步进电机是一种用信号进行控制的电机。 22 在时间分割法插补中，插补周期T Tcpu（插补运算时间）；插补周期T Tc （位置反馈采样周期）。 23 数控机床是用的信息来实现自动控制的。 24 输入装置的作用是将程序载体上的转换成相应的，传送 并存入数控装置内。 25．数控机床的强电控制装置是介入和之间的控制系统。 26．光栅的莫尔条纹具有和作用。 27．编程人员在编程时使用的坐标系称为。 二判断（10分） 1 采用步进电机作进给驱动元件的数控机床都不带位置检测装置。（） 2 直线插补指令G01和螺纹加工指令G33为同组模态指令。（）
数控插补多轴运动控制系统解剖实验 实验学时：8 实验类型：独立授课实验 实验要求：必修 一、实验目的 1、通过本实验使学生掌握数控插补多轴控制装置的基本工作原理； 2、根据常用低压电器原理分析各运动控制电气元件的应用原理，分析数控插补运 动实现的控制原理； 3、根据机电一体化产品的设计要求和设计流程进行运动控制系统的功能分析、机 械结构分析、控制系统分析以及相关传感器选型等方面的设计内容。 本实验以数控插补多轴运动控制系统为具体对象，使学生掌握机电一体化产品设计和开发的技术流程和主要内容，通过运动控制系统的实现过程掌握常用电气元件识别和原理、数控插补原理、位置伺服控制系统等的设计和实现方式。 二、实验内容 1、通过数控插补多轴控制装置及其相关系统的测试和观察，分析数控插补的工作 原理； 2、分析系统的功能、机械结构分析、运动关系以及相关传感器等，分析其相关的 机械结构、电机及其驱动模块和传感反馈环节等； 3、根据常用低压电器原理，分析系统各运动控制电气元件的应用原理，分析数控 插补运动过程实现的控制原理，并绘制相关的控制原理图和系统连接图。 三、实验设备 1、多轴运动控制系统一套（含电控箱） 2、PC机一台 3、GT-400-SG-PCI 卡一块（插在 PC机内部） 四、实验原理
该数控插补多轴运动控制系统是依据开放式数控系统原理构建的，其以通用计算机（PC）的硬件和软件为基础，采用模块化、层次化的体系结构，能通过各种形式向外提供统一应用程序接口的系统。开放式数控系统可分为 3类：（1）CNC 在 PC 中；（2）PC作为前端，CNC作为后端；（3）单 PC，双 CPU平台。 本实验采用第一类，把顾高公司的 GT-400-SG-PCI 多轴运动控制卡插入PC机的插槽中，实现电机的运动控制，完成多轴运动控制系统的控制。其优点如下：（1）成本低，采用标准 PC机；（2）开放性好，用户可自定义软件；（3）界面比传统的 CNC 友好。 图1为该系统的硬件构成图，运动平台机械本体采用模块化拼装，主要由普通PC机、电控箱、运动控制卡、伺服（步进）电机及相关软件组成。其主体由两个直线运动单元（GX系列）组成。每个GX系列直线运动单元主要包括：工作台面、滚珠丝杆、导轨、轴承座、基座等部分，其结构见图2。伺服型电控箱内装有交流伺服驱动器，开关电源，断路器，接触器，运动控制器端子板，按钮开关等。步进型电控箱则装有步进电机驱动器，开关电源，运动控制器端子板，船形开关等。 图1 数控插补多轴控制系统硬件构成
数控技术的基本知识 教学目的：1.了解数控机床的产生背景、发展趋势及先进的制造技术。 2．熟悉数控机床加工特点和加工对象。 3．掌握数控机床的组成及种类。 重点：数控机床的结构、组成及应用 难点：数控机床的加工特点和加工对象 一、数控机床的产生与发展 （一）、数控机床的产生 1952年，美国帕森斯公司和麻省理工学院研制成功了世界上第一台数控机床。半个世纪以来，数控技术得到了迅猛的发展，加工精度和生产效率不断提高。数控机床的发展至今已经历了两个阶段和六代。 1952年的第一代——电子管数控机床 1959年的第二代——晶体管数控机床 1965年的第三代——集成电路数控机床 1970年的第四代——小型计算机数控机床 1974年的第五代——微型计算机数控系统 1990年的第六代——基于PC的数控机床。 （二）、数控机床的发展趋势 1、高速度高精度化 速度和精度是数控机床的两个重要指标，直接关系到加工效率和产品的质量，为实现更高速度，更高精度的指标，目前主要从以下几点采取措施进行研究。 数控系统：采用位数，频率更高的微处理器，以提高系统的基本运算速度。目前程序中断处理时间小于1MS/1K指令。 伺服驱动系统：全数字伺服交流系统，大大提高了系统的空位粘度，进给速度。所谓数字伺服系统，指的是伺服系统中的控制信息用数字来处理它一般具有以下特征： a)采用现代控制理论，通过计算机软件实现最佳最优的控制。 b)数字伺服系统是一种离散系统，它是由采样器和保持器两个基本环节组成的，位置， 速度，电流构成的反馈全部数字化，PID软件化。 c)数字伺服系统具有较高的动静精度，有很强的抗干扰能力。 d)系统一般配有SERCOS（串行实时通信系统）板，可实现大信息量数据的高速，无 声的传输。 机床静动摩擦的线形补偿控制技术： 机械动静磨擦的线形会导致机床的爬行。 高速大功率电主轴的应用： 在超高速加工中，对机床主轴转速提出了极高的要求（10000-75000R/MIN）传统的齿轮变速主传动系统已不能适应其要求。 配备高速，功能强的装式可编控制器PLC： 提高可编程控制器的进行速度，来满足数控机床高速加工的速度要求。 （2）多功能化、智能化、小型化 数控机床采用一机多能，以最大限度地提高设备的利用率。 前台加工，后台编辑的前后台功能，以充分提高其工作效率和机床利用率。 具有更高的通讯功能，现代数控机床除具有通信口，DNC功能外，还具有网络功能。
培训讲座 一、本次培训目的旨在规范出图程序、完善设计要求、提高设计水准 二、出图要求和程序 1 图框的套用和填写 1.01 正常图框分A0 A0+ A1 A1+ A2 A2+ 六种，套用图框时不应将其它型号 的图框通过放大或缩小来满足所须图框的要求，因为每个图框的图签栏都是统一宽 度的，为7cm，是因为图纸在提交和存档时都是折成A4纸格式的，折成A4大小后，图签栏正好在A4纸的右侧，便于查找，而且每张图纸图签栏大小一致；A3图纸因 为使用较少，所以没有规定格式，如确需A3规格，可将A2图纸缩小至0.707倍， 因为A3图纸图面太小，用A2图签时占用画图空间过多。目录均为A4规格，不应将几张A4目录合并为一张大图，原因也是因为存档查找方便。 1.02 图框的线型，所有图框外细框线型粗0.2，内粗框1.0，分隔线0.2； 1.03 图框栏目填写 合作设计单位如果是有些设计单位资质不够挂靠我们单位出图或者境外单位 做的设计方案由我们院深化施工图设计的可以在此栏填写合作 设计单位的名称；如无合作设计单位，此栏可不填写。 建设单位填写业主方单位名称。 工程名称应为合同中的工程名称。 子项工程名称是总项目名称，里面可以分成若干子项，如某某小区里 面的景观亭、管理房等，此栏目可填写这些分项的名称。填了子 项名称的，图纸编号可以按子项单独编号。 图纸名称就是本张图纸里面的所有图名摘要，如果本张图纸里有很多的图 名，应一一填写进去； 制图绘图人名称，与设计为同一人时，可一并填写，应为本人签名； 设计本张图纸的设计人名称，应为本人签名；原则上要求助工以上职 称人员签字，这点的执行会慢慢规范起来的。 校对应结合我院的图纸校审制度，由具有校对资格的人签名；原则上 要求中级以上职称人员签字，并要求专业要对口。校对人员与设 计不能为同一人。 工种负责本张图纸所属工种的负责人签名；要求中级以上职称人员签字， 并要求专业要对口。可以是校对人员，也可以是设计人员。 工程负责本项目的负责人签名；要符合图审要求和招标时承诺的要求。 审核、审定由院总师办和院领导签名； 图别本张图纸所属类别的简称，如：总图、环境施工图 （简称环施）、绿化施工图（简称绿施）、水施、电施、结施等， 可用拼音首字母代替（如：ZT、HS、LS、SS、DS、JS）； 图号按各自类别分别依次填写，如：ZT里面可以有：01、02、03， HS里面也可以有01、02、03等； 工程号由总院统一给出编号； 1.04 目录目录应采用A4规格的标准目录，里面的内容必须与图纸编号和图名一致， 目录上必须签字盖章后方可生效，有些设计单位甚至要求所有章在目录上都要 盖，如：出图章，注册章等。因为目录是对全套图纸的确认，业主方是根据目
开放式数控系统应用举例 本章将通过对NC嵌入PC的典型范例－PMAC运动控制卡及其应用的介绍，使读者对开放式数控系统有一个初步的了解。 开放式数控系统的应用 6.1.1 PMAC开放式运动控制卡 PMAC全称可编程多轴控制器（Programmable Multi-Axis Controller），是美国Delta Tau Data Systems 公司于1990年推出的基于PC机平台的开放式运动控制器。它集运动控制和PLC控制于一体，具有优秀的插补计算、伺服和I/O接口等实时控制能力，最多可控制32轴（Turbo PMAC）。板上的MACRO接口允许将诸多的PMAC卡联成环形网进行控制。它支持多种总线规范（ISA、PCI、VME和STD），同一控制软件可以不同的总线上运行，从而提供了多平台支持特性。PMAC还支持多种电机（如直流伺服电机、交流同步电机、交流异步电机、步进电机，直线电机等）和检测反馈元件（增量编码器、绝对编码器、旋转变压器、线性磁传感器等）。PMAC以Motorola 56000系列 DSP为CPU，板上的存储器用于存放系统控制软件和用户程序、I/O接口和伺服接口用于连接外部输入/输出信号和伺服电机,板上的显示接口允许连接一个2×40的字符液晶显示器。此卡本身就是一个NC系统可以单独使用，也可以插入PC机中，构成开放式控制系统，其硬件结构如图6-1-1所示，表6-1-1为PMAC开放式运动控制器的主要技术性能指标。 图6-1-1 PMAC开放式运动控制卡 表6-1-1 PMAC开放式运动控制器的主要技术性能指标
表6-1-1 开放式运动控制器的主要技术性能指标 6.1.2 KT560-T开放式车床数控系统 T560_T开放式车床数控系统由PMAC-LITE四轴运动控制卡和工业控制计算机组成，它的软件分为上位机（PC）和下位机（PMAC）两部分。上位机主要完成系统的管理功能，如人机界面的实现，加工状态显示，仿真的实现，参数编辑，参数配置，程序文件编辑，端口状态监测和故障的诊断等工作。下位机的软件主要是实现机床的运动控制与信号的逻辑控制。PTALK部分为上位机与下位机的通信模块。其结构如图6-1-2所示。
景观设计中常用的给排水专业知识 作者：admin 创建日期：2010-8-17 我要报名 1、应遵循的技术文件和规范 （1）技术文件 A、城市景观、道路绿地等给排水设计应遵循周边市政给排水管线规划及设计，或该区域市政总体规划。 B、住宅小区景观等给排水设计应遵循小区给排水总体设计。 C、景观小品等给排水设计应遵循小品所在区域的给排水总体设计。 （2）规范和规程。现行的国家和地方给排水专业的有关规范和规程。 2、给排水专业基本知识 （1）给水 1）景观工程给水分类 ①生活用水。包括内部职工的生活用水及公共建筑和设施的用水。生活用水水源一般取自城镇和小区的生活给水管网。 ②杂用水。景观工程中的杂用水一般为浇洒场地和绿地用水、水景用水以及汽车冲洗用水等。杂用水宜选地表水，其次为中水。有条件时，收集处理雨水，并将其作为杂用水的水源。当利用地表水、中水、雨水等水源有困难时，杂用水可取用自来水。【注：地（表）面水一般指：江河、湖泊、运河、渠道、水库水。】水景补充水水质应不低于《地表水水环境质标准》中的V类水标准。若水景水池具有儿童嬉水功能时，还应满足游泳池的充水和池水标准要求。 ③消防用水。消防用水知识在发生火警时才由给水管供给。消防用水水源可取自城镇和小区的生活给水管网，也可用地表水井水等。 2) 系统组成 ①在景观工程中给水系统可分为：生活给水系统、消防给水系统、杂用水给水系统。一般情况下，生活、消防二者合一系统，杂用水可另成系统。 ②各给水系统（生活给水、直饮水、生活杂用水等）应各自独立、自成系统，不得串接。当因故必须串接时，应采取有效的防污染措施。 （2）排水。景观工程中一般采用雨、污分流的排水体制。
开放式数控系统概述 1.传统的数控系统存在的问题 标准的软件化、开放式控制器是真正的下一代控制器。传统的数控系统采用专用计算机系统，软硬件对用户都是封闭的，主要存在以下问题： （1）由于传统数控系统的封闭性，各数控系统生产厂家的产品软硬件不兼容，使得用户投资安全性受到威胁，购买成本和产品生命周期内的使用成本高。同时专用控制器的软硬件的主流技术远远地落后于PC的技术，系统无法“借用”日新月异的PC技术而升级。 （2）系统功能固定，不能充分反映机床制造厂的生产经验，不具备某些机床或工艺特征需要的性能，用户无法对系统进行重新定义和扩展，也很难满足最终用户的特殊要求。作为机床生产厂希望生产的数控机床有自己的特色以区别于竞争对手的产品，以利于在激烈的市场竞争中占有一席之地，而传统的数控系统是做不到的。 （3）传统数控系统缺乏统一有效和高速的通道与其他控制设备和网络设备进行互连，信息被锁在“黑匣子”中，每一台设备都成为自动化的“孤岛”，对企业的网络化和信息化发展是一个障碍。 （4）传统数控系统人机界面不灵活，系统的培训和维护费用昂贵。许多厂家花巨资购买高档数控设备，面对几本甚至十几本沉甸甸的技术资料不知从何下手。由于缺乏使用和维护知识，购买的设备不能充分发挥其作用。一旦出现故障，面对“黑匣子” 无从下手，维修费用十分昂贵。有的设备由于不能正确使用以致于长期处于瘫痪状态，花巨资购买的设备非但不能发挥作用反而成了企业的沉重包袱。 在计算机技术飞速发展的今天，商业和办公自动化的软硬件系统开放性已经非常好，如果计算机的任何软硬件出了故障，都可以很快从市场买到它并加以解决，而这在传统封闭式数控系统中是作不到的。为克服传统数控系统的缺点，数控系统正朝着开放式数控系统的方向发展。目前其主要形式是基于PC的NC，即在PC的总线上插上具有NC功能的运动控制卡完成实时性要求高的NC内核功能，或者利用NC与PC通讯改善PC的界面和其他功能。这种形式的开放式数控系统在开放性、功能、购买和使用总成本以及人机界面等方面较传统数控有很大的改善，但它还包含有专用硬件、扩展不方便。国内外现阶段开发的开放式数控系统大都是这种结构形式的。这种PC化的NC还有专有化硬件，还不是严格意义上的开放式数控系统。
机床CNC 基础知识 一．CNC 机床与CNC 系统 CNC 的含义是计算机数值控制。 1．CNC 机床 ⑴．金属切削用 孔加工、攻丝、镗削、铣削、车削、切螺纹、切平面、轮廓加工、平面磨削、外圆磨削、内圆磨削等。 ⑵．线电极切割机。 ⑶．冲床、步冲、冲压、金属成型、弯管等机床。 ⑷．产业机器人。 ⑸．注塑机。 ⑹．检测、测量机。 ⑺．木工机械。 ⑻．特殊材料加工机械：如加工石材、玻璃、发射性矿料等。 ⑼．特种加工机械 激光加工机、气体切割机、焊接机、制图机、印刷机等。随着电子技术和计算机技术以及IT 技术的发展，目前，这些机床与加工设备都可用数值计算机用数值数据进行控制，称为CNC 控制。 2．CNC 系统 CNC 系统的含义是计算机数值控制系统。 CNC 系统的基本配置 机床的CNC 控制是集成多学科的综合控制技术。一台CNC 系统包括： ⑴．CNC 控制单元（数值控制器部分）。 ⑵．伺服驱动单元和进给伺服电动机。 ⑶．主轴驱动单元和主轴电动机。 ⑷．PMC（PLC）控制器。 ⑸．机床强电柜（包括刀库）控制信号的输入/输出（I/O）单元。 ⑹．机床的位置测量与反馈单元（通常包括在伺服驱动单元中）。 ⑺．外部轴（机械）控制单元。如：刀库、交换工作台、上下料机械手等的驱动轴。 ⑻．信息的输入/输出设备。如电脑、磁盘机、存储卡、键盘、专用信息设备等。 ⑼．网络。如以太网、HSSB（高速数据传输口）、RS-232C 口等和加工现场的局域网。CNC 单元（控制器部分）的硬件实际上就是一台专用的微型计算机。是CNC 设备制造厂自己设计生产的专门用于机床的控制的核心。下面的几张图表示出其基本硬件模块；基本的控制功能模块和一台实际的控制器硬件。 二．机床的运动坐标及进给轴
摘要随着现代制造业的快速发展，传统数控系统兼容性差、功能不易扩展、人机界面不灵活等缺点日益显现，数控系统的开放化已成为数控技术的主流。开放式数控系统的研究目的是开发一种模块化、可重构、可扩充的控制系统结构，以增强数控系统的功能柔性，在体系结构上给用户二次开发留有更多的余地，从而快速地响应新的加工需求。 本文阐述了数控技术的发展过程，介绍了国内外开放式数控系统的发展现状和发展趋势，指出研究和开发开放式数控系统的必要性。在分析目前应用比较广泛的OSACA 开放式体系结构的基础上，建立了基于PC+运动控制器的开放式数控系统的软硬件结构，并重点介绍了系统软件的构成与实现。系统软件设计采用模块化结构，如：总体调度模块、参数模块、软PLC模块、NC模块，客户界面模块等。各个模块之间通过标准的接口协调工作，共同完成数控系统的功能。该系统是一个能够同时完成程序译码、插补运算、系统管理、伺服控制等任务的控制系统，具备了一般商用数控系统的通用功能。如果需要对系统的功能进行调整，只需要增减功能模块即可，体现出了系统开放性、灵活性的特点。 最后以系统研究为背景，将开发出的数控系统应用在铣床数控化改造中。实践证明，以工控机和运动控制器为控制系统的核心控制器，不仅可以大大的简化系统的开发周期，实现资源的合理配置，而且，系统开发者和机床用户可以将自己的特殊的加工工艺、管理经验和操作技能纳入控制系统形成自己的产品特色。 关键词：开放式数控系统，模块化结构，运动控制器
Development and Research of Open CNC System with 8-Axis Abstract With the rapid development of modern manufacturing, the weakness of traditional CNC system becomes apparent increasingly, such as compatibility, expandability and inflexible human-machine interfaces and so on. The research of Open CNC Systems is becoming one of the most important directions of CNC technology. The purpose of studying Open CNC System is to build a modular, reconfigurable and expandable control system. So the functional flexibility of the CNC system can be improved, the systems are enabled to be re-developed. And some new demands of the producing can also be responded quickly. Through the discussing of the different courses of the NC technology and the introduction of the status of research in the Open CNC System field, the need of researching and exploiting open CNC system is brought forward. The hardware and software configuration of CNC system based on PC + Motion Controller are build with analyzing the most popular open CNC architecture——OSACA. Then that how to build the software is mainly discussed. Modularization is the idea of the software’s project, such as Main interface module、parameter module、soft-PLC module、NC module、HMI module in the paper. These function modules with standard interfaces will work coordinately. The CNC system discussed by this paper is a real time and multi-task control system.It can deal with coding interpretation, interpolation, system management and servo control simultaneity. It has the function of general commercial CNC system. The function modules can be added or deleted if some adjustments want be done to the system, which shows the opening and flexibility of the system. The CNC system is used in the numerical renovation of Milling Machine in order to research the system. Not only the CNC system based on PC and Motion Controller shortens the exploitive cycle, achieving resource rational configuration, but also the CNC developer and customer can bring their technologies, experiences and skills into the open CNC system. Key Words：Open CNC System，Modularization Architecture，Motion Controller
欢迎阅读数字控制是用数字化信号对设备运行及其加工过程进行控制的一种自动 化技术，简称数控。 控制坐标运动来完成各种不同的空间曲面的加工，是数控的主要任务。曲线加工时刀具的运动轨迹与理论上的曲线（包括直线）不吻合。 数控机床的工作工程：1、数控编程2、程序输入3、译码4、数据处 理5 3。 ， 高4、 数控加工过程中，数控系统要解决控制刀具或工件运动轨迹的问题，在数控机床中，刀具或工件能够移动的最小位移量称为数控机床的脉冲当量或最小分辨率。 计算出轮廓线上中间点位置坐标值的过程称为“插补”。
基准脉冲插补：每个脉冲使各坐标轴仅产生一个脉冲当量，代表了刀具或工件的最小位移；脉冲的数量代表了刀具或工件移动的位移量；脉冲序列的频率代表了刀具或工件运动的速度。仅适用于一些由步进电机驱动的中等精度或中等速度要求的开环数控系统。 数据采样插补：这种插补方法的特点是数控装备产生的不是单个脉冲， R成反比。 δ度F 若令半径误差相等，则内外差分弦的轮廓步长l或角步距是内接弦的√2. 数字积分法又称数字微分分析器法，是利用数字积分的原理，计算刀具沿坐标轴的位移，使刀具沿着所加工的轨迹运动。积分运算→累加和运算DDA直线插补的整个过程要经过n2次累加才能到达直线的终点。n = m2
DDA直线插补的分析可知，判断终点是用累加次数N为条件的，当累加寄存器的位数一旦选定，比如m位，累加次数即为常数m 了，而不 N2 管加工行程长短都需作N次计算。这就造成行程长进给速度加快，行程短进给速度变慢，使之各程序段进给速度不均匀，其结果将影响进给表面质量和效率。为此要进行速度均化处理。 得多； G42 B C 线与圆弧；圆弧与圆弧。 根据两段程序轨迹的矢量夹角α和刀具补偿方向的不同，又有伸长型、缩短型和插入型几种转接过渡方式。 区别：1直线插补时，被积函数寄存器的数值为常用Xe和Ye，而圆弧插补时，被积函数寄存器的数值Xi和Yi
数控机床的控制系统简介 随着现代微电子技术的飞速发展，微电子器件集成度和信息处理能力不断提高，而价格却不断下降，这使以信息技术为中心的新技术革命正冲击着世界各技术领域，机械制造业自动化正经历从CNC（计算机数控系统）→FMS(柔性制造系统）→CIMS(计算机集成制造系统）的发展。 一．数控系统的基本工作过程。 1.输入 向CNC装置输入的内容有：零件程序、控制参数和补偿数据等。输入的方式有：手工键盘输入、磁盘或卡输入和连接计算机的DNC接口输入等。 2.译码 译码是以一个程序段为单位进行的。译码的目的是：把程序段中的各种零件轮廓信息（如起点、终点、直线或圆弧等几何要素）、加工速度信息（F代码）和其他辅助信息（M,S,T代码等）按照特定的语法规则解释成数控装置
能识别的语言并以特定的格式存放在指定的内存专用区。 在译码过程中，还要完成程序段的语法检查，一旦发现错误会立即报警。 3. 刀具补偿 刀具补偿包括刀具半径补偿和刀具长度补偿。刀具半径补偿是把立即轮廓轨迹转换成刀具中心轨迹。刀具长度补偿是编程人员不必知道刀具的实际长度，而根据假设刀具长度编程，数控装置按两者之差自动补偿。 4.进给速度处理 数控装置进给速度处理的任务是要保证程序速度的实现。编程所给定的刀具移动速度是加工轨迹切线方向的速度，速度处理就是把它们分解各运动坐标向的分速度。5.插补 插补是在已知起点和终点的曲线上，按选定的数学模型求其他中间数据点的工作，即所谓的“数据点密化”。 6.位控制 在闭环控制的CNC系统中，位置位置的作用是：在每各采样周期内，把插补计算机得到的理论位置与实际反馈位置相比较，用其差值去控制进给电动机。在位置控制中，通常还要进行位置回路的位置的增益调整各坐标系方向的螺距误差补偿和反向间隙补偿，以提高机床的定位精度。