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    西門(mén)子數控系統各組成部件的分工

    發(fā)布時(shí)間: 2022-09-15  點(diǎn)擊次數: 1054次
      西門(mén)子數控系統由三大部分組成,即控制系統,伺服系統和位置測量系統??刂葡到y硬件是一個(gè)具有輸入輸出功能的專(zhuān)用計算機系統,按加工工件程序進(jìn)行插補運算,發(fā)出控制指令到伺服驅動(dòng)系統;測量系統檢測機械的直線(xiàn)和回轉運動(dòng)位置、速度,并反饋到控制系統和伺服驅動(dòng)系統,來(lái)修正控制指令;伺服驅動(dòng)系統將來(lái)自控制系統的控制指令和測量系統的反饋信息進(jìn)行比較和控制調節,控制PWM電流驅動(dòng)伺服電機,由伺服電機驅動(dòng)機械按要求運動(dòng)。這三部分有機結合,組成完整的閉環(huán)控制的數控系統。
     
      控制系統硬件是具有人際交互功能,具有包括現場(chǎng)總線(xiàn)接口輸入輸出能力的專(zhuān)用計算機。伺服驅動(dòng)系統主要包括伺服驅動(dòng)裝置和電機。位置測量系統主要是采用長(cháng)光柵或圓光柵的增量式位移編碼器。
     
      一、硬件結構
     
      從硬件結構上的角度,西門(mén)子數控系統到目前為止可分為兩個(gè)階段共六代,一階段為數值邏輯控制階段,其特征是不具有CPU,依靠數值邏輯實(shí)現數控所需的數值計算和邏輯控制,包括一代是電子管數控系統,二代是晶體管數控系統第三代是集成電路數控系統;二個(gè)階段為計算機控制階段,其特征是直接引入計算機控制,依靠軟件計算完成數控的主要功能,包括四代是小型計算機數控系統,五代是微型計算機數控系統,第六代是PC數控系統。
     
      由于上世紀90年代開(kāi)始,PC結構的計算機應用的普及推廣,PC構架下計算機CPU及外圍存儲、顯示、通訊技術(shù)的高速進(jìn)步,制造成本的大幅降低,導致PC構架數控系統日趨成為主流的數控系統結構體系。PC數控系統的發(fā)展,形成了"NC+PC"過(guò)渡型結構,既保留傳統NC硬件結構,僅將PC作為HMI。
     
      二、軟件結構
     
      (1)輸入數據處理程序
     
      它接收輸入的零件加工程序,將標準代碼表示的加工指令和數據進(jìn)行譯碼、數據處理,并按規定的格式存放。有的系統還要進(jìn)行補償計算,或為插補運算和速度控制等進(jìn)行預計算。通常,輸入數據處理程序包括輸入、譯碼和數據處理三項內容。
     
      (2)插補計算程序
     
      CNC系統根據工件加工程序中提供的數據,如曲線(xiàn)的種類(lèi)、起點(diǎn)、終點(diǎn)、既定速度等進(jìn)行中間輸出點(diǎn)的插值密化運算。上述密化計算不僅要嚴格遵循給定軌跡要求還要符合機械系統平穩運動(dòng)加減速的要求。根據運算結果,分別向各坐標軸發(fā)出形成進(jìn)給運動(dòng)的位置指令。這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為插補運算。計算得到進(jìn)給運動(dòng)的位置指令通過(guò)CNC內或伺服系統內的位置閉環(huán)、速度環(huán)、電流環(huán)控制調節,輸出電流驅動(dòng)電機帶動(dòng)工作臺作相應的運動(dòng),完成程序規定的加工任務(wù)。
     
      CNC系統是一邊插補進(jìn)行運算,一邊進(jìn)行加工,是一種典型的實(shí)時(shí)控制方式。
     
      (3)管理程序
     
      管理程序負責對數據輸入、數據處理、插補運算等為加工過(guò)程服務(wù)的各種程序進(jìn)行調度管理。管理程序還要對面板命令、時(shí)鐘信號、故障信號等引起的中斷進(jìn)行處理。在PC化的硬件結構下,管理程序通常在實(shí)時(shí)操作系統的支持下實(shí)現。
     
      (4)診斷程序
     
      診斷程序的功能是在程序運行中及時(shí)發(fā)現系統的故障,并指出故障的類(lèi)型。也可以在運行前或故障發(fā)生后,檢查系統各主要部件(CPU、存儲器、接口、開(kāi)關(guān)、伺服系統等)的功能是否正常,并指出發(fā)生故障的部位。

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