数控系统与接口
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参考资料:/%C5%C9%BF%CB652/blog/item/040742fc5ab3e50eb17e c577.html一、CNC系统的基本构成CNC系统是一种用计算机执行其存储器内的程序来实现部分或全部数控功能的数字控制系统。
由于采用了计算机,使许多过去难以实现的功能可以通过软件来实现,大大提高了CNC系统的性能和可靠性。
CNC系统的控制过程是根据输入的信息,进行数据处理、插补运算,获得理想的运动轨迹信息,然后输出到执行部件,加工出所需要的工件。
CNC系统由硬件和软件组成,软件和硬件各有不同的特点。
软件设计灵活,适应性强,但处理速度慢;硬件处理速度快,但成本高。
CNC的工作是在硬件的支持下,由软件来实现部分或大部分的数控功能。
二、CNC系统的硬件结构CNC系统的硬件结构可分为单微处理器结构和多微处理器结构两大类。
早期的CNC系统和现有的一些经济型CNC系统采用单微处理器结构。
随着CNC系统功能的增加,机床切削速度的提高,单微处理器结构已不能满足要求,因此许多CNC系统采用了多微处理器结构,以适应机床向高精度、高速度和智能化方向的发展,以及适应计算机网络化及形成FMS和CIMS的更高要求,使CNC系统向更高层次发展。
1.单微处理器结构图6-3CNC系统硬件的组成框图所谓单微处理器结构,即采用一个微处理器来集中控制,分时处理CNC系统的各个任务。
某些CNC系统虽然采用了两个以上的微处理器,但能够控制系统总线的只是其中的一个微处理器,它占有总线资源,其他微处理器作为专用的智能部件,不能控制系统总线,也不能访问存储器,是一种主从结构,故也被归入单微处理器结构中。
单微处理器结构的CNC系统由计算机部分(CPU及存储器)、位置控制部分、数据输入/输出等各种接口及外围设备组成。
CNC系统硬件的组成框图可参见图6-3。
(1)计算机部分计算机部分由微处理器CPU及存储器(EPROM、RAM)等组成。
微处理器执行系统程序,首先读取加工程序,对加工程序段进行译码、预处理计算等,然后根据处理后得到的指令,对该加工程序段进行实时插补和对机床进行位置伺服控制;它还将辅助动作指令通过可编程控制器(PLC)发给机床,同时接收由PLC返回的机床各部分信息并予以处理,以决定下一步的操作。
数控系统概念的关键概念1. 数控系统的定义数控系统(Numerical Control System)是一种通过预先编写好的程序来控制机床进行自动加工的系统。
它利用数学模型和计算机技术,将加工过程中所需的各种参数转换为机床能够理解和执行的指令,从而实现对机床运动轨迹、速度、力等参数的精确控制。
2. 数控系统的重要性数控系统在现代制造业中具有重要作用,其重要性体现在以下几个方面:(1)提高生产效率数控系统可以实现对机床运动轨迹和速度的精确控制,使得加工过程更加稳定和高效。
相比传统人工操作,数控系统可以大大缩短加工周期,提高生产效率。
(2)提高产品质量数控系统能够精确地控制机床的运动参数,避免了人为操作中可能出现的误差,从而提高了产品的加工精度和一致性。
(3)降低劳动强度传统机床需要操作员长时间站立操作,劳动强度较大。
而数控系统可以实现自动化加工,减轻了操作员的劳动强度,提高了工作环境的舒适性。
(4)灵活性和多样性数控系统可以通过修改程序来改变机床的加工路径和参数,使得生产过程更加灵活多样。
这对于小批量生产、定制化生产等需求非常重要。
(5)提高资源利用率数控系统能够根据零件的形状和材料特性,优化加工路径和切削参数,减少材料浪费和能源消耗,提高资源利用率。
3. 数控系统的应用领域数控系统广泛应用于各个制造行业,包括航空航天、汽车、电子、机械等领域。
以下是一些典型的应用案例:(1)航空航天领域在航空航天制造中,需要对复杂的零件进行精密加工。
数控系统能够实现对复杂曲面的精确加工,保证零件的质量和一致性。
(2)汽车制造领域汽车制造中需要大量的零部件加工,包括发动机、底盘、车身等。
数控系统可以实现对这些零部件的高效加工,提高生产效率和产品质量。
(3)电子制造领域在电子制造中,需要对PCB板、外壳等进行精密加工。
数控系统可以实现对这些零件的高精度加工,保证电子产品的可靠性和稳定性。
(4)机械制造领域在机械制造中,需要对各种零部件进行加工和装配。