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第三章 CNC系统结构及控制方法 机床数控原理及应用第三章小结与习题
已阅[638]次[2009/7/4]

本章介绍了计算机数字控制系统(CNC)和微处理机数控系统(MNC)的一些基本概念。由于CNCHE和MNC均是在普通NC的基础上发展起来的,因之在实施对机床的数控方面有一些共同之处,如输入格式,插补方式,译码处理等过程均有类似之处。但由于计算机和微处理机的高速数据处理能力以及存储器系统,使CNC(MNC)系统和常规NC系统又有一些差别。如输入是可一次读入多段零件程序,减少输入故障;在插补运算方面可以更放手的采取一些复杂的高精度算法,还可以采用数据采样方法计算位置增量,而并不直接计算输出脉冲;由于具有存储系统,CNC系统还能预先根据两相邻程序段的数据进行刀补计算及插补预处理等工作;在伺服控制方面又多采取实时性的中断处理等。

为了完成控制机床的任务,CNC或MNC系统都有一套专用软件,这就是系统软件。它一般包括输入数据处理,插补计算,位置控制,速度控制,管理和诊断等软件。输入数据处理软件包括对程序段的输入,存储。译码,修改,编辑以及预计算(如刀补计算)等内容。插补计算是CNC系统中实时性很强的一项任务。CNC(MNC)出可以采用DDA,逐点比较法等基准脉冲插补算法外,还常采用数据采样法,即在每个采样周期内计算出下个周期中机床工作台应到达的位置值,将此位置坐标值输出给伺服系统,然后伺服系统再根据具体情况做具体处理(如步进系统时,再算出插补脉冲;闭环系统时,求出跟随误差),以带动机床操作。管理软件和诊断软件的设置使CNC(MNC)系统的性能更可靠,工作更稳定,提高了使用效率。常见的系统软件结构有前后台型和中断型两种。

CNC系统的硬件结构从电路板结构来分,有大板式和模块化结构两种。从而使用的微机及结构来分,有单微机和多微机结构。为了实现机床的控制任务,还必须设置一些输入,输出装置,这些装置通常称为外部设备,它们通过相应的接口空与数控机床连接,实施信息交换与控制。本章介绍了纸带阅读机,键盘及显示器等外部设备及相应的接口。

本章还举出了几个CNC系统实例。它们有各自的特点。7M系统采取中断型软件结构。系统中所有的各种功能子程序均被安排成级别不同的中断程序,整个系统软件就是一个大的中断系统。其管理功能只要通过各级中断程序之间的相互通信来解决。7360系统为前,后台型软件结构。前台程序负责实时性强的工作(如实现插补,伺服,机床相关逻辑和监控等功能)。后台程序负责调度与管理,即实现输入译码,数据处理和管理功能。

习 题 三

3—1 CNC 系统软件一般包括哪几个部分?各完成什么工作?

3—2 单微机处理结构和多微机处理结构各有什么特点?

3—3 CNC 系统软件处理中的两个突出特征是什么?

3—4 速度计算与控制的常用方法是哪些?

3—5 在单CPU 数控系统中,常见的软件结构是哪两种?并简述其特点。

3—6 试述电阅读机的工作原理。

3—7 全编码键盘和非编码键盘各有什么特点?

3—8 试述CRT 显示字形的工作原理。

3—9 数控机床常用的输入方法有几种?各有何特点?

3—10 试论述分别采用串行和并行方式进行外部设备与数控机床间数据通信时的工作原理与特点。

3—11 7M系统程序中的初始化程序主要完成哪些工作?

3—12 简述7M系统“从开机到零件加工”的执行过程?

3—13 7360系统与7M系统的控制软件有哪些异同?

3—14 FANUC 6系统与7M系统的控制软件有何异同?

3—15 试述7360系统背景程序的功能和工作过程。

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