第五章計算機數控（CNC）

系統的基本原理

本章重點內容CNC裝置的硬件系統CNC裝置的軟件系統第五章計算機數控（CNC）

系統的基本原理

第一節概述

第二節

CNC的數據處理第三節CNC的軟件系統第四節

CNC的硬件系統第五節典型CNC系統實例第一節概述

一、CNC系統的組成第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理程序輸入設備輸出設備CNC裝置PC位置檢測器進給電機機床主軸電機主軸控制單元速度控制單元二、CNC裝置的結構(一)CNC裝置的一般硬件結構第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理設備層機床機器人測量機………顯示設備輸入/輸出設備其他設備接口計算機基本系統設備支持層人機控制運動控制PMC其他I/OCNC裝置硬件組成第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理CPUEPROMRAMIN接口OUT接口紙帶閱讀機MDI/CRT接口位置控制其它接口總線(二)CNC裝置軟件的功能性結構第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理操作系統管理軟件零件操作系統顯示處理人機交互輸入輸出管理編譯處理刀具半徑補償速度處理插補運算控制軟件…………(三)CNC硬件、軟件的作用和相互關系CNC裝置的硬件和軟件構成了CNC裝置的系統平臺：第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理數控加工系統

CNC裝置的系統平臺被控設備機床機器人測量機……根據用戶要求開發應用軟件控制軟件管理程序

操作系統硬件接口第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理＊

該平臺提供CNC裝置基本配置的必備功能＊

該平臺根據用戶要求進行功能設計和開發

CNC平臺的建構方式就是CNC裝置的體系結構。該平臺由以下兩個方面的含義:三、CNC裝置的功能基本功能選擇功能數控系統基本配置的功能，即必備的功能用戶可以根據要求選擇的功能四.CNC系統的特點☆靈活性大第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理只要改變系統軟件，就可改變和擴展其功能，補充新技術，延長硬件結構的使用期☆通用性強硬件有多種通用的模塊化結構，易于擴展☆可以實現復雜的功能如高次曲線插補、動靜態圖形顯示等功能☆可靠性高☆使用維修方便第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理許多功能由軟件實現，硬件結構大大簡化,用大規模和特大規模通用和專用集成電路CNC的診斷程序使維修非常方便☆易于實現機電一體化半導體集成電路技術的發展和采用先進的制造安裝技術,使CNC裝置尺寸大為縮小。K9M銑床數控系統K9M銑床數控系統（立式1）K9M銑床數控系統（箱式）K9T銑床數控系統（箱式）四、幾個典型的CNC系統♂美國艾倫?勃蘭特雷公司本世紀70年代中期生產的7360系統，是世界上第一個CNC系統，是該公司于1971年公布的。第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理♂世界著名控制系統制造商日本富士通法努克在本世界70年代中期生產的System7，包括7T和7M

兩種。♂美國著名的飛機制造公司麥克唐納?道格拉斯公司生產的ActrionⅢ，是一個典型的分布式微型計算機數控系統。返回第二節CNC的數據處理§2.1CNC的輸入第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理CNC的輸入主要是指零件加工程序的輸入。穿孔輸出存儲器修正刪除插入閱讀機鍵盤無帶運轉CNC裝置數據轉換流程如圖所示第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理加工程序譯碼刀補處理速度預處理插補處理位置處理伺服驅動刀補緩沖區運行緩沖區PLC控制譯碼緩沖區位置反饋插補緩沖區存數過程取數過程第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理紙帶零件程序零件程序緩沖器零件程序存儲器零件程序存儲器零件程序緩沖器譯碼

CNC系統中通常的工作方式為存儲器工作方式。用鍵盤命令調出零件程序存儲器中指定的零件程序。但在工作中還允許用鍵盤輸入修正程序。第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理閱讀機零件程序存儲器MDI鍵盤零件程序緩沖器MDI緩沖器譯碼§2.2CNC的數據處理§2.2.1概述第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理進行插補運行前的準備。譯碼、運動軌跡計算、F值計算零件程序中每個程序段所經歷的過程是：

零件程序緩沖區譯碼結果寄存器數據結果緩沖器插補工作寄存器譯碼程序數據處理程序傳送內容目的

§2.2.2譯碼

第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理

將標準的數控代碼翻譯成本系統能識別的形式。

如N042

G01X40

Y20F80。識別代碼，翻譯成具有具體意義的數據形式，并存入對應單元。取識→拼數→分存過程任務概念§2.3管理程序與診斷程序一、管理程序第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理管理程序主要是對CNC系統的各項數控功能與零件加工過程的管理。初始化、接受命令、執行命令、返回待命狀態工作流程數控功能編輯、自動、空運行、單段手動1、手動2、手動3、（一）運行中診斷診斷程序常包含在主控程序、中斷處理程序等各部分中。接口、伺服系統和機床方面的都包含在CNC裝置軟件的相應部分。第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理二、診斷程序1.用代碼和檢查內存。2.格式檢查。3.雙向傳送數據檢驗。4.電壓、溫度、速度等模擬量監控。（二）停機診斷第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理概念當系統發生故障或系統開始運行前，利用診斷程序進行診斷稱為停機診斷。商業化的CNC裝置多數配有自診斷程序。概念診斷時，將自診斷程序裝入運行，CNC系統無故障，檢查程序連續進行，不停機。如發現故障，則停機，從停機地址即可找到故障部位。自診斷程序包括：

內存檢查程序、邏輯檢查程序、算術檢查程序、接口、外設檢查程序、位置控制測試程序，以及掉電處理檢查程序等。第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理

對接口電路也可以設立獨立診斷程序，就是使接口與外圍設備脫離，將某些接口的輸出線與另一接口的輸入線適當連接，以進行信息傳送并進行檢查。（三）通訊診斷用戶CNC系統經電話線路與診斷中心通訊，由診斷中心發出診斷程序，指示CNC進行某種運行，同時收集數據，分析系統的狀態。第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理

故障發生時，NC機床操作者打電話給診斷中心，接通NC系統與診斷系統計算機聯系的按鈕，中心計算機把診斷程序送入NC系統，由該程序檢驗NC機床各單元回路和機構，檢驗結果自動回送到中心計算機，給操作者提出一整套消除故障的措施。返回第三節CNC的軟件結構§3.1概述第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理CNC是一個實時的計算機控制系統。數控的基本功能是由各種功能子程序實現的。特點1.CNC系統軟、硬件的界面紙帶輸入插補準備插補位控軟件硬件硬件第一種介質輸入插補準備插補位控2.系統軟件的內容及結構類型

前后臺型軟件結構中斷型軟件結構第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理硬件硬件介質輸入插補準備插補位控速控電機測量軟件硬件軟件硬件第二種第三種3.多任務并行處理第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理輸入顯示位控診斷I/O譯碼↓刀補↓速度處理插補位控資源分時共享并行處理第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理顯示診斷輸入插補準備I/O處理初始化插補位控鍵盤中斷優先級由高到低§3.2前后臺型的軟件結構

§3.2.1概述第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理作用系統的核心，承擔幾乎全部實時功能如插補運算、位置控制、故障診斷。

━前臺程序(實時中斷服務程序)━后臺程序(背景程序)作用完成插補前的準備工作和調度管理，如顯示、插補預處理、程序編輯。前后臺運行的相互關系如圖所示第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理中斷執行前臺程序故障處理位置控制插補運算

.

.后臺程序譯碼刀補處理速度預處理輸入/輸出顯示..循環執行§3.2.2后臺程序的調度管理功能

程序段經過輸入譯碼、數據處理后，已進入就緒狀態，等待插補進行。背景程序有一個數據段執行程序，專門管理數據段的執行。數據處理后兩種信息的傳遞如圖所示：第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理數據處理程序插補用信息輔助信息數據處理結果緩沖器系統工作寄存器數據段執行程序的功能：

將數據處理結果緩沖器中的插補用信息傳送到插補緩沖器，并把系統工作寄存器的輔助信息待送到系統標志單元。在完成了兩種傳送后，背景程序設立了兩個標志：第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理數據段傳送結束標志開放插補標志在一個中斷周期，實時中斷程序進行插補及伺服輸出，背景程序進行下一段的數據處理。的調度管理功能框圖

正常狀態下背景程序第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理初始化按了啟動按鈕否？停機循環停處理程序數據段執行程序零件程序結束否？輸入，譯碼并進行數據處理NNYY一、什么是中斷型軟件結構

§3.3中斷型軟件結構

第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理

指除了初始化程序外，整個控制程序分成若干各不同級別的中斷服務程序。所有的各種功能子程序均被安排成級別不同的中斷程序，管理功能主要通過各級中斷程序之間的相互通訊來解決。二、中斷型軟件結構的特點

實時性好，但模塊關系復雜，耦合度大該模式的軟件結構如圖所示第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理初始化中斷程序0級服務中斷程序1級服務中斷程序2級服務中斷管理系統(軟件+硬件)中斷程序n級服務………三、CNC系統的中斷類型1.外部中斷第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理2.內部定時中斷3.硬件故障中斷：各種硬件故障檢測系統發出的中斷.4.程序性中斷：程序中出現異常情況的報警中斷。插補周期定時中斷位置采樣定時中斷閱讀機中斷和外部監控中斷鍵盤操作面板輸入中斷

§3.4基于實時操作系統的軟件結構

第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理

除了具有通用操作系統的功能外，還具有任務管理、多種實時任務調度機制、任務間的通訊機制等功能。1.弱化功能模塊間的耦合關系2.系統的開放性和科維護性好3.減少系統開發的工作量功能優點§3.5華中Ⅰ型數控系統軟件介紹華中Ⅰ型數控系統軟件以工業PC和DOS操作系統為軟硬件支持環境，其底層運動控制軟件實現開放，構成開放式的運動平臺，提供一個二次開發環境，能夠供不同的數控系統靈活配置、使用，并提供了一個標準風格的軟件界面。第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理

過程層軟件相當與前后臺型軟件結構中的背景程序，通過NCBIOS把它與底層軟件隔開，使得過程層不依賴于硬件。華中Ⅰ型

軟件結構第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理MS-DOSRTMNCBIOS位置控制I/O控制SDI曲面直接插補模塊PLC過程控制軟件編輯程序參數設置位置顯示PLC管理故障顯示底層軟件過程層軟件…返回第四節CNC硬件系統§4.1CNC硬件結構

第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理一、按硬件制造方分1.專用型CNC裝置

模塊化結構

采用功能模塊化結構。按功能要求可選用7、9、11和13個槽的控制單元母板。在控制單元母板上插入各種不同功能模塊的印刷電路板。大板結構2.PC式CNC系統第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理組成：由主電路板、PLC板、附加I/O板、圖形控制板和電源單元等組成。采用工業標準計算機作為CNC系統支撐平臺；

不同數控制造廠僅需插入自己的控制卡和CNC軟件即可構成CNC系統，不設計專門硬件；由于工業標準計算機的生產數以白萬計，其生產成本很低，繼而降低CNC系統的成本。

二、按CPU的多少分1.單機系統第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理CPUCMOSROMRS-232I/O接口CRT接口PC控制位置控制控制媒介機床控制面板速度控制單元EPROMCRT其結構框圖如圖所示總線1).基本概念2).特點第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理系統功能受到CPU字長、數據寬度、尋址能力和運算速度等因素的限制，現在已被多機系統的主從結構所取代。整個CNC裝置只有一個CPU，集中控制和管理整個系統資源，通過分時處理的方式實現各種數控功能。優點投資小,結構簡單,易于實現。缺點2.多機系統多機系統結構如圖所示第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理其他外圍設備I/O接口輔助功能CPU|輸入端|輸出端可編程控制器CNC插補|位置控制模塊|模塊幾何處理其他功能管理模塊存儲器多機系統CNC系統并聯數據總線1).基本概念2).分類第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理整個CNC裝置中有兩個或兩個以上CPU，就是系統中的某些功能模塊自身也帶有CPU。主從結構系統系統種只有一個CPU(主CPU)處于主導地位，對系統資源有控制和使用權，其他CPU處于從屬地位，只能接受主CPU的控制命令或數據，或向主CPU發出請求信息以獲得所需的數據。多主結構系統第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理

整個系統有兩個或兩個以上的帶CPU的功能部件對系統資源有控制和使用權。模塊間采用緊耦合。分布式結構系統整個系統有兩個或兩個以上的帶CPU的功能模塊，每個模塊有獨立的運行環境，模塊間采用松耦合。三、單機或主從結構模塊的功能介紹

1.什么是模塊化設計方法：第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理每個模塊配上相應的驅動軟件，按功能要求選擇不同的功能模塊，并將其插入控制單元母板上，組成一個完整的控制系統。將控制系統按功能劃分成若干種具有獨立功能的單元模塊。2.模塊化設計的條件：總線(BUS)標準化第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理

單機或主從結構

的CNC裝置硬件結構功能驅動1功能驅動n控制面板機床I/O主軸控制模塊速度控制單元1速度控制單元n系統總線（BUS）計算機主板顯示卡多功能卡電子盤計算機I/O設備PLC模塊位置控制塊1位置控制塊n功能模塊1功能模塊n四、多主結構的CNC裝置硬件簡介1.特點1).實現真正意義上的并行處理，處理速度快。2).容錯能力強。第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理1).共享總線結構結構簡單、系統組配靈活、可靠性高?FANUC系統

2.結構形式2).共享存儲器結構?美國GE公司的MTC1-CNC系統共享存儲器結構CNC裝置硬件結構第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理RAM/EPROM反饋信號收發器RAM512鍵盤顯示CPUEPROM512RAMEPROM中央CPU串口和收發器插補CPU字符發生器CTRC并行接口反饋脈沖和處理CRT模擬量輸出機床接口7360系統的硬件結構第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理鍵盤CRT閱讀機穿孔機DNC主控計算機主控制面板輔助控制面板工業處理機I/O多路接口位置反饋直流開關輸入接口直流電磁驅動接口主軸伺服入出接口機床伺服輸出調速環節MRIRAM處理機前面板7M系統的硬件結構第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理CRT/MDI操作面板模塊(CPU)通信模塊(CPU)自動編程模塊(CPU)主存儲器模塊通信模塊(CPU)I/O單元驅動伺服單元主軸單元PLC模塊(CPU)位置控制模塊(CPU)主軸控制模塊FANUCBUS§4.2I/O接口及通訊功能一、I/O接口第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理

I/O接口是CNC系統與外界交換信息必不可少的手段,不同的輸入、輸出設備與CNC系統相接，采用與其相應的I/O接口電路和接口芯片。2.輸入接口：接受機床操作面板的按鈕信號及機床的各種限位開關信號。3.輸出接口：將各種工作狀態燈信息送到機床操作面板,把控制機床動作信號送到強電箱。1.概述設備輔助控制接口的硬件邏輯圖第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理系統總線開關量轉換模擬量轉換脈沖量轉換數字接口計數器離器件光電隔A/DD/A轉換條理電路功率放大計數脈沖濾波整形傳感元件功率放大離器件光電隔4.分類

二、通訊接口第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理數字量I/O工業用I/O模擬量I/O外設控制器作用：主要用于CPU和外設之間，系統和系統之間的相互通訊。通訊接口板上的接口采用標準接口如：并行接口IEEE-488,串行接口RS-232C§

4.3CNC與PLC一.數控機床的強電邏輯控制第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理1.基本概念2.主要作用

接收數控裝置輸出的住運動變速等指令信號，經必要的編譯、邏輯判斷、功率放大后直接驅動相應的電器、液壓、氣動和機械部件，以完成指令所規定的動作。是介與數控裝置和機床機械、液壓部件之間的控制系統。二.可編程邏輯控制器PLC概述第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理固態邏輯電子器件的出現提高了系統的穩定性、響應速度，功耗小、壽命長，但仍屬于硬線方式。1969年美國數字設備公司研制了PDP－14型PLC器件，填充了繼電器邏輯和微處理之間的地帶。由于微型計算機的運用和發展，為邏輯控制開辟了廣闊的前景，以微處理器為基礎的新一代PLC，不僅對傳統的數字領域產生了巨大影響，并且對整個計算機輔助制造產生威力。PLC的基本結構第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理外部設備外部供電通訊功能人機接口通訊功能電源功能的執行應用程序操作系統功能應用程序存儲數據存儲信號處理功能操作者設計人員至傳感器和執行器的接口功能第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理外設接口中央處理器存貯器電源

A/D輸入離散量輸入D/A輸出離散量輸出按紐、限位開關旋轉變壓器電機、電磁線圈可控硅、指示燈等程序設定器顯示處理器I/O子系統

PLC的典型結構PLC的組成1.PLC微處理器

處理器的結構與計算機的CPU結構類似。差別：第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理一般計算機的數據處理能力強PLC以邏輯運算為原則設計的,數據處理能力較弱。運算控制比較簡單，指令數目少，為了用戶采用梯形圖編程方式。2.I/O子系統第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理I/O子系統是PLC對外的接口，被控設備的I/O信號接到相應的I/O組件上。作用完成電信號電平轉換、處理器電路與外界的隔離、數/模和模/數轉換以及故障指示等功能。PLC的一般工作原理1.用戶根據采用的梯形圖編制程序，通過程序設定器轉換為及其指令目的碼，在CPU的控制下進入EPROM只讀存儲器。梯形圖如圖第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理CR1PB1CR3PB1CR22.在啟動程序運行后，處理機不斷的進行循環掃描，順序的從PROM中取相應程序的機器碼，譯碼執行。PLC的分類1.內裝型PLC第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理1).什么是內裝型PLCCNC系統的生產廠家為實現數控機床的順序控制，而將CNC和PLC綜合起來設計。2).內裝型PLC的特點※

內裝型PLC是CNC裝置的一部分，它與CNC

中CPU的信息交換是在CNC內部進行的。※

內裝型PLC是CNC不能獨立工作，是CNC裝置的一個功能模塊，是CNC裝置功能的擴展。第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理操作面板總線連接存儲器CPUAS511驅動器I/OCPU接口伺服接口存儲器輸入設備NC總線I/OPC

總線擴展設備編輯器測量回路調節信號3).帶內裝型PLC的CNC系統總線結構4).具有內裝型PC的CNC機床系統結構第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理NCPCI/O電路強電電路主軸速度控制單元速度控制單元CRT/MDI面板機床操作面板MCNC裝置5).舉例ⅰ.在硬件上，內裝型PLC與CNC裝置共用一個CPU第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理西門子公司的SINUMERIK810、820等數控系統ⅱ.在硬件上，內裝型PLC也可是單獨的CPU♂FANUC的0系統和15系統♂美國A-B公司的8400系統和8600系統這種PLC的硬件和軟件整體結構上合理、實用，性能價格比高，適用于類型變化不大數控機床。2.獨立型PLC1).什么是獨立型PLC第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理由專業化生產廠家生產的PLC產品來實現順序控制，稱為獨立型PLC。2).獨立型PLC的特點※

獨立于CNC裝置，具有完備的硬件和軟件功能，能夠獨立完成規定的控制任務。※

獨立型PLC的生產廠家較多，品種、類型豐富，使用戶由較大的選擇余地。3).具有獨立型PLC的CNC機床系統結構第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理NCPCI/O電路強電電路主軸速度控制單元速度控制單元CRT/MDI面板機床操作面板MI/O電路I/O電路PC裝置CNC裝置4).主要功能5).舉例第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理♀西門子公司的SIMATICS5、S7系列產品♀

FANUC公司的PMC-J系列產品♀A-B公司的PLC系列產品輸入/輸出信號接口技術規范程序存儲容量預算和控制功能♀Canada·Entertron公司SK-1600PLC系列產品X11y0ZcFcX12X13PLC實例試設計三相異步電機正反停控制的繼電器電路第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理右圖為該設計的主電路圖ZCFCFCZCZAFATARFCZC控制電路第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理I/O連接圖第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理ZATAP01P02P03FA

ZC

FCPLCP41P42COMCOMP04TA上圖中：TA:停止按鈕RJ:熱繼電器FA:反轉按鈕ZA:正轉按鈕ZC、FC:電動機接觸器第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理LOADP0001ORP0041AND,NOTP0003ANDP0004AND,NOTP00042OUTP0041LOADP0002ORP0042AND,NOTP0003ANDP0004ANDNOTP0041OUTP0042END其語句表如右部所示程序運行第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理PLC的發展與應用PLC首先應用于汽車工業，由于適用于邏輯控制，很快被應用到數控機床中,品種劇增，功能愈強。1973年出現了第二代PLC，在價格上可以與繼電器相匹敵，在功能方面增加了加、減、乘、除功能。美國A-B公司的PLC-3容量為96K，字長16位，I/O分別為4096/4096點，定時器/計數器共達32768個，68條指令，還具有PID功能。TEXAS公司的TI-510內存容量僅0.5K,輸入126點，輸出8點，定時器/計數器共16個。PC的現狀和發展方向第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理高性能CPU過程控制領域機械控制領域工程領域網絡領域工程領域人機接口智能化CAM/CAD系統化網絡化三、可編程邏輯控制器PLC與CNC工作過程如下：第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理1.計算機掃描各個輸入數據源，獲得的數據以表格方式存入存貯器中。2.計算機通過I/O總線向PLC有關的輸入數據和控制信息，存入PLC的RAM之中。3.計算機向PLC發送“啟動命令”，PLC對啟動命令的響應是將其“忙錄”標志置1，并啟動其程序計數器。4.上述的過程一直繼續到所有的邏輯方式被解出，即全部的指令被執行。第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理5.當計算機檢測到PLC的“完成”標志時，便讀出PLC的輸出RAM中的內容，并將數據存入存貯器表中。6.計算機執行另一個輸入序列循環，向PLC傳遞數據，啟動PLC。暫存RAM用作中間結果儲存，與硬線系統的繼電器等價，是系統內部的媒介信息。第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理帶有PLC的CNC框圖如圖所示輸出轉換器電路輸出轉換器電路PLC處理機PLC存貯器I/O總線接口系統計算機總線連接器時鐘輸入/輸出總線雙向數據總線及控制總線§4.4CNC裝置的顯示模塊§4.4.1概述第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理1.計算機圖形顯示，從顯示器件上顯示的內容講，分為三種類型：

文字顯示

文字,數字及簡單的字符拼湊的簡單圖形

圖形顯示

可以顯示各種線條和各類圖形形勢顯示

2.CNC的CRT顯示第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理

更為廣泛的一種顯示，字符和各種線條、圖形,連同某些背景信息在一起的顯示。屬于文字顯示，CNC的CRT顯示的控制結構是小型機或微型機內存中所存放的顯示程序和檔案。CRT系統內有緩沖存儲器及顯示控制器。亦有顯示器內帶微型機的，成為智能終端。CNC的顯示結構如圖1所示

第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理CNC的CRT顯示原理CRT系統CNC計算機接口緩沖存儲器顯示控制器CRT3.CRT顯示的特點第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理不僅顯示直觀，便于修改，而且可以進行人機對話，是計算機數控中的外圍設備。4.顯示卡CRT的主要作用接收來自CPU的控制命令和顯示用的數據經與CRT掃描信號調制后，產生CRT顯示器所需要的視頻信號。由CRT的電子槍對屏幕進行掃描，從而產生所需的畫面。§4.4.2CRT的工作原理1.高速電子束撞擊熒光屏表面的磷光物，對應位置就出現光點，光點的亮度決定于電子束的強度。第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理屏幕上的如象顯示，是利用陰極射線管中高速電子束的不斷掃描來實現的。2.為了使電子束能夠有規律的從左到右、自上而下地移動，以構成一幀完整幕面，必須加上偏轉電路，電子束這種移動稱為掃描。3.在電子束掃描過程中，利用圖象信號不斷控制電子數的強度，熒光屏上就出現黑白圖象。第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理4.圖像信號必須與掃描過程密切配合，否則，屏幕上就會雜亂無章，不會顯示清晰的圖像。掃描過程在熒光屏上形成的一行行光點光柵同步圖象信號與掃描過程的密切配合逐行掃描形成幀面的動畫逐行掃描形成幀面的示意圖第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理第1線第2線第3線0水平逆程(消隱)水平正程(顯示)開始垂直逆程§4.4.3顯示程序的結構CNC的顯示方式的分類第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理1.加工狀態下的CRT顯示2.非加工狀態下的CRT顯示包括加工的數據段，加工時尺寸大小，主軸轉速，進刀速度及加工狀態的顯示。顯示內存中已儲存的零件程序，目錄表等此時，只需按適當的鍵盤命令即可進行。§4.5華中Ⅰ型數控系統硬件介紹華中Ⅰ型是我國“八五”科技攻關中開發的高中檔數控系統，它由華中理工大學開發完成。華中Ⅰ型在當時PC速度還不是太快的情況下，通過優化軟件算法，在PC單處理器上實現了多主軸、多通道控制及高速加工能力，達到了國外高檔多處理系統的性能。第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理華中Ⅰ型的硬件組成如下圖所示它由IPC及功能接口板組成。第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理BUSPCCPU卡NC鍵盤軟驅/硬盤CRT/TFT顯示多功能卡手搖脈沖主軸控制光隔離輸入/輸出操作面板X軸伺服Y軸伺服4/8/16口串行通信卡MMZ軸伺服M網卡（選用）返回

第五節典型CNC系統實例

§5.17360系統第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理美國Allen－Bradley公司出品的7360系統是用來控制車床的計算機數控系統。§5.1.1概述★系統的核心是一臺字長為16位的小型計算機。主存儲器最小容量為8K，電源為交流115伏，采用半導體為存儲元件，還專門準備了一臺蓄電池電源。7360CNC的功能?具備與普通NC系統同樣的功能，例如定位插補、延時、車螺紋、絕對和增量編程等。第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理?進行端面恒速車削，即隨著車削半徑的增大或減小，主軸的轉速相應地降低和增高。進給的指定方式可以有三種：↗用進給速度數FRN編程。FRN=V/D↗用機床滑板每分移動的毫米或時數編程↗主軸每轉滑板移動距離代表進給速度§5.1.27360系統的硬件一、7360的控制面板第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理（一）、主控制面板1.熒光屏（CRT）顯示器可顯示16行，每行64個字符2.手動數據輸入（MDI）操作3.其他操縱按鈕可輸入、編輯、存儲程序的數據7360CNC系

統硬件框圖鍵盤CRT閱讀機穿孔機DNC主控計算機主控制面板輔助控制面板工業處理機I/O多路接口位置反饋直流開關輸入接口直流電磁驅動接口主軸伺服入出接口機床伺服輸出調速環節MRIRAM處理機前面板（二）、輔助控制面板二、7360系統的接口第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理（三）、專為計算機用的控制面板UPK算術邏輯部件UPJ控制器插件UPG存儲器插件，每塊8K,最多可用4塊UPI控制器接口UPH存儲器接口UEA外部設備接口三、工業處理機第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理算術邏輯部件功能：完成算術運算和邏輯運算，采用TTL

中規模集成電路和提前進位方式。輸入部分功能：接受通用外設和專用外部送來的信號。輸出部分功能：向通用外設和專用外部輸出相應的命令。第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理三、工業處理機指令系統共86條指令移位指令20條輸入輸出指令23條存儲器訪問指令14條變換跳步指令19條主存儲器采用半導體存儲器，用以存儲程序、指令和數據，根據需要可從8K擴充到32K。控制部分功能：根據指令要求控制各部分使能協調工作。§5.1.37360系統的軟件一、概述第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理美國Allen－Bradley公司的7360系統是典型的數字采樣實時過程控制系統。二、組成各種控制功能都被當作任務，編制成為獨立的程序模塊，通過系統程序，講各功能聯系成為一個整體。1、背景程序

功能：根據開關命令所確定的系統工作方式，進行任務調度。第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理背景程序的工作方式系統初始化，等待緊停復位工作方式選擇鍵盤服務程序10.24ms實時中斷自動服務程序字段服務程序手動服務程序背景程序2.中斷服務程序(前臺程序)第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理優先級中斷名稱主要功能1掉電及電源恢復自起動掉電時顯示掉電信息,停止處理機,電源恢復時顯示接電信息,進入初始化程序2存儲奇偶錯顯示出錯地址，停止處理機3閱讀機輸入一個字符發生一次中斷，對讀入的字符進行處理和儲存4實時時鐘位置控制,實時監控和插補5鍵盤輸入一個字符發生一次中斷，對讀入的字符進行處理和儲存

第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理§5.27M系統§5.2.1概況

7M系統是一種高精度、高性能的閉環CNC系統

NC系統由日本富士康FANUC公司和西門子公司聯合設計，于1976年共同研制成功。

硬件由西門子負責,系統軟件由FANUC負責

主要用于控制銑床和加工中心。

是當時世界上最先進數控系統之一§5.2.27M系統的硬件第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理CRT/MDI操作面板模塊(CPU)通信模塊(CPU)自動編程模塊(CPU)主存儲器模塊通信模塊(CPU)I/O單元驅動伺服單元主軸單元PLC模塊(CPU)位置控制模塊(CPU)主軸控制模塊FANUCBUS一、概述7M是16位字長的微處理機數控系統，是以位電式高速微處理器(CPU)為核心，用數據總線方式與存貯器和各種接口,合成一個完整的數控系統.第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理二、基本組成包括以下幾部分部件:

CPU通過內部數據總線與內部存貯器相連接，存貯器用于存放控制程序,工作參數和工作數據。內部數據總線經雙向緩沖器接到數據總線.1、中央處理單元CPU和存貯器第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理3、紙帶閱讀機接口通過數據總線，CPU控制紙帶閱讀機輸入零件程序。

2、位置控制器

包括位置控制裝置、位置檢測裝置和脈沖計數器。功能4、數控操作面板接口作用:接收數控面板的按鍵信號。第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理輸入接口用作接收機床操作面板的各開關按鈕信號和機床的各種開關信號。

輸出接口用作把機床工作的各種狀態燈信送到機床操作面板，還把控制機床動作的信號送到強電箱帶動相應的電器。5、輸入輸出接口6、外部操作面板接口功能與數控面板相仿，可以放置在操作者認為方便的地方，以便操作控制數控裝置。第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理7、紙帶存貯器、穿孔機和電傳機接口7、紙帶存貯器、穿孔機和電傳機接口8、CRT接口，控制和顯示單元9、工程師面板功能:調試7M的測試儀器,用于調試微程序和控制程序,維修時可用來檢查故障。

CRT可顯示數控程序，數控加工中心的瞬時數據，各種設定參數和故障情況等內容。功能：存放紙帶的零件程序，逐段執行對零件進行加工。

§5.2.37M系統的軟件

7M數控裝置的軟件由22K控制程序,固化在ROM中(三座標兩聯動系統為20K);4KCRT控制程序；診斷程序(由專用的診斷紙帶輸入)組成，整個程序總體結構簡單，功能強，程序精煉嚴密。第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理1、控制程序控制程序采用中斷型軟件結構,整個程序就是一個大的多重中斷系統,中斷一共有八級,0級到7級,0級是最低級,7級是最高級。1)初始化程序第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理2、各部分程序簡述

每次開機后,首先執行初始化程序,為整個系統的正常工作做準備,主要完成以下三項工作：①對RAM中工作寄存器初始化；

②進行ROM奇偶校驗；

③設置一些加工所需的初始狀態。初始化程序執行完后返回到0級中斷

控制CRT顯示,中斷請求始終存在,即總是進行CRT顯示,除非有別的級中斷請求產生。2)第0級中斷(硬件)第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理3)第1級中斷(軟件、16ms定時)第1級中斷按工作內容細分為13個口子,系統采用依次查詢的工作方式來完成第1級中斷。

4)第2級中斷(軟件16ms定時)

功能:對機床控制臺的輸入信號處理,NC鍵盤監控,

穿孔機操作處理,強光信號處理和輸出信號處理。5)第3級中斷(硬件、8ms軟定時)

第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理6)第4級中斷(軟件、8ms定時)7)第5級中斷(硬或軟件<需要時>)8)第6級中斷(4ms時鐘)分為三個階段:━輸入代碼的有效性判別━代碼的具體處理━結束處理完成位置控制,4ms定時計時和存貯器奇偶校驗工作。

第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理功能：最高級中斷,監控測試臺,進行存貯器數據讀、寫程序調試處理。

9)第7級中斷(硬件)3、零件加工過程舉例新零件的首件一般要先通過空運行來檢查編程是否正確，若有錯，要對源程序進行編輯糾正，重新修改后的程序可穿成紙帶以備后用，若編程正確，即可按照：

開機→紙帶輸入→加工這一工作過程進行零件加工。返回第五章習題

3-1機床數控系統主要由哪幾部分組成？第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理第五章習題3-2計算機數控系統（CNC系統）由哪些部分構成？各部分的功能如何？3-3CNC系統中微機的控制功能有哪些？3-4CNC系統中微機譯碼程序功能是什么？

3-5工業控制計算機與通用計算機相比，有什么顯著特點？3-6CNC系統常用的軟件插補方法中，有一種是

數據采樣法。計算機執行插補程序輸出的是數據

而不脈沖。這種方法適用于（）。3-7提高CNC系統可靠性,可采取哪些措施？第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理①開環控制系統 ②閉環控制系統③點位控制系統 ④連續控制系統①采用單片機②采用雙CPU

③提高時鐘頻率④采用模塊化結構 ⑤采用光電隔離電路3-8CNC系統中的微機部分，主要由微處理

器（CPU）、內部存儲器（RAM和ROM）和

I/O接口電路組成。由

、

和

三條

信號線聯接。題型變換：CNC系統中的微機部分，主要由

、

和

組成。由數據總線、地址總線和控制總線三條信號線聯接。第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理3-9什么叫微處理器、微機、微機系統？3-10微機I/O接口電路常由哪幾部分組成？

3-11CNC中I/O控制通道應具備哪些基本功能？3-12光電隔離電路（如采用達林頓或可探硅輸出型光電耦合器件）的主要作用是什么？第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理3-13試繪出采用軟件實現環形分配與采用硬件環形分配器的步進電機控制通道組成框圖。3-14CNC系統控制軟件主要由哪些部分組成？3-15什么是微機數控系統的模塊化設計？3-16采用標準總線模板組成系統時的優缺點有哪些？3-17將一臺普通車床改造成經濟型數控車床其主電動機仍為手動控制，但方刀架要能自動轉位(90°、180°270°、0°)，試用框圖表明，組成一個完整的數控系統需要哪些基本的硬件電路和設備？第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理3-18機床I/O控制回路中的接口軟件是（）①插補程序 ②系統管理程序

③系統的編譯程序④伺服控制程序3-19在中斷型系統軟件結構中，各種功能程序

被安排成優先級別不同的中斷服務程序，下列程

序中被安排成最高級別的應是（）。

①CRT顯示

②伺服系統位置控制

③插補運算及轉段處理

④譯碼、刀具中心軌跡計算3-20實現控制系統的模塊化設計的必要條件是

。而模塊化設計工作可歸結為

的選用。第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理3-21目前CNC系統控制軟件基本上有兩種常用的典型結構，即

和

。第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理3-22微機控制系統的模塊化，按照功能，總線標準模塊可分為

、

、

以及

等。3-23CNC系統常用的軟件插補方法中，有一種是數據采樣法。計算機執行插補程序輸出的是數據而不脈沖。這種方法適用于（）。

①開環控制系統②閉環控制系統③點位控制系統④連續控制系統1什么叫插補？

數控裝置根據輸入的零件程序的信息，將程序段所描述的曲線的起點、終點之間的空間進行數據密化，用一個個輸出脈沖把這一空間填補起來，從而形成要求的輪廓軌跡，這種“數據密化”機能就稱為“插補”。第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理2插補器有幾種分類方法？可分為哪幾類？

答：有兩種分類方法：（1）根據插補器的結構，可分為硬件插補器和軟件插補器。（2）根據被插被的曲線，可分為直線插被器、圓弧插補器、拋物線插被器及高次曲線插被器等，大多數數控機床只有直線插補器和圓弧插補器。第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理3常用的插補方法有哪些？答：有逐點比較插被法和數字積分插補法。第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理試述逐點比較法的插補過程。答：逐步比較插補法是通過逐點比較刀具與所加工曲線的相對位置，確定刀具的進給方向，以加工出所需的零件廓形。可以用一個插補循環所包括的四個節白描述插補過程。其流程如圖所示

偏差判別進給偏差計算終點判別加工結束YN第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理各節拍的功能如下：（1）偏差判別：判斷加工點對規定圖形的偏離位置，使刀具沿減小偏差的方向進給。（2）進給：按照上面確定的進給方向，以確定的進給量進行，進行加工。（3）偏差計算：進給一步以后，計算新加工點有無偏差？即計算新加工點偏離工件廓形的情況。（4）終點判別：判斷是滯到達終點？若沒有到達終點，再回到第一節拍，重新開始一個插補循環；如到達終點，則停止插補，加工完畢。第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理5偏差函數的作用是什么？

答：偏差函數反映了刀具偏離曲線的情況，即偏差函數的正負反映出刀具與曲線的相對位置關系，這種關系是：能使刀具沿減小偏差的方向進給。第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理逐點比較法直線插補的偏差函數是如何確定的?

它與刀具位置有何關系？

答：偏差函數的確定應該反映出刀具偏離工件廓形曲線的情況。設工件廓形為斜線OA,以斜線起點為原點，建立XOY坐標系,OA與X軸夾角為α。如加工點為P1(X1,Y1),P1點在斜線OA的上方，則OP1與X軸夾角α1,α1>α;加工點P2(X2,Y2)在斜線OA下方，則OP2與X軸α2,α2<α;故可以用αi和α的比較來反映加工偏差，但因計算機無法判斷角度的大小，故需構造一個偏差函數F。第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理如αi>α，則F=αi-α>0；αi<α，則F=αi-α=0。這里，只需知道F的正負，即可判斷加工點在斜線的上方、下方或正好在斜線上，并不需要知道F的數值，因而可以將F數作以下變換上式中分母恒為正，故分子決定F的正負，故

（偏差函數）第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理7.逐點比較法直線插補時刀具進給方向如何確定？偏差值如何計算？答：逐點比較法直線插補時，刀具總是沿著減小偏差的方向進給，即使加工點盡量靠近工件廓形直線。題型變換：欲加工第一象限的斜線（起始點在坐標原點），用逐點比較法直線插補，若偏差函數大于零，說明加工點在()。①坐標原點 ②斜線上方 ③斜線下方 ④斜線上方第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理8逐點比較直線插補時，怎樣判斷直線是否加工完畢？答：用逐點比較插補法加工直線，插補循環數與刀具沿X、Y軸已走的總步數相等。因此，直線加工結束的條件為

i=N

式中：i——插補循環數；N——刀具沿X、Y軸走的總步數。第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理9直線的起點坐標在原點O(0，0)，終點A的

坐標為A（9，4）試用逐點比較法對直線

進行插補，并畫出插補軌跡。答：加工直線OAA點坐標（9，4）

插補循環數

N=9+4=13，

插補運算過程如表所示。第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理脈沖偏差判別方向偏差計算終點差別0F0=0i=01F0=0+XF1=F0-ya=0-4=-4i=0+1=1<N2F1=-4<0+YF2=F1+xa=-4+9=5i=1+1=2<N3F2=5>0+XF3=F2-ya=5-4=1i=2+1=3<N4F3=1>0+XF4=F3-ya=1-4=-3i=3+1=4<N5F4=-3<0+YF5=F4+xa=-3+9=6i=4+1=5<N6F5=6>0+XF6=F5-ya=6-4=2i=5+1=6<N第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理脈沖偏差判別方向偏差計算終點差別7F6=2>0+XF7=F6-ya=2-4=-2i=6+1=7<N8F7=-2<0+YF8=F7+xa=-2=9=7i=7+1=8<N9F8=7>0+XF9=F8-ya=7-4=3i=8+1=9<N10F9=3>0+XF10=F9-ya=3-4=-1i=9+1=10<N11F10=-1<0+YF11=F10+xa=-1+9=8i=10+1=11<N12F11=8>0+XF12=F11-ya=8-4=4i=11+1=12<N13F12=6>0+XF13=F12-ya=4-4=0i=12+1=13=N圓弧插補時偏差函數如何定義？

它與刀具位置有何關系？

答：圓弧AB的圓心是坐標原點0，半徑R，加工點T到圓心的距離和圓弧半徑相比較表示偏差。偏差函數是F=x2+y2-R2偏差函數和加工點（刀具）位置的關系如下：F>0，即Rr-R>0，表示刀具在圓外；

F=0，即Rr-R=0，表示刀具在圓上；

F<0，即Rr-R<0，表示刀具在圓內。第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理11數字積分插被法適用于什么場合？

答：數字積分插補法不僅可以實現一次、二次甚至高次曲線的插補，而且易于實現多坐標聯動控制，只要輸入不多幾個數據，就能加工出較為復雜的輪廓曲線，因此DDA

方法已被廣泛應用。缺點是：在加工直線過程中，刀具速度變化范圍較大。第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理12插補運算中，DDA法是指()

①比較積分插被法

②單步追蹤插補法

③數字積分插被法

④農點比較插被法答：③第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理數字積分法直線插被的被積函數是什么？

如何判斷終點？

答：直線插補的被積函數是為簡化，令vΔtq/l=1，則被積函數變成式中：xe,ye—直線終點A的坐標。

第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理數字積分法圓弧插補的被積函數是什么？

如何判斷終點？

答：數字積分法圓弧插補的被積函數為式中：x.y——刀具的坐標。

令第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理則被積函數可簡化為圓弧插補時進給方向如何確定？

偏差值如何計算？答：圓弧分順圓和逆圓兩種，圓弧插補時的進給方向是根據圓弧所在象限、順圓或逆圓以及加工點位置確定的。每個加工點的進給方向都要使刀具盡量逼近圓弧。第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理16圓弧插補時，如何差別終點？答：圓弧AB起點A(xa,ya),終點B(xb,yb),

加工完這段圓弧，刀具在X方向應走的步數|xb-xa|,在Y方向應走的步數為

|yb-ya|，總共走的步數應為N=|xb-xa|+|yb-ya|，當插補循環數i等于總步數N時,i=N,

即到達終點，加工完畢。第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理17試畫出逐點比較法直線插被的程序框圖。

第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理初始化xe、ye,n=xe+ye,F=0F0？+x方向走一步+y方向走一步F←F－YeF←F+Xen-1→nn＝0EndYNYN答：上圖是逐點比較法插補第一象限直線的程序框圖。插補其它象限的直線時，需修改進給方向和偏差計算公式。圖中e是插被循環數，是直線終點坐標。N是加工完直線時刀具沿X、Y軸應進給的總步數。

在上圖中，去掉了偏差函數的下標，并用箭頭代替等號，更符合計算機編程的表示方法。第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理18若插補器所用寄存器的長度為n位，能插補的最大直線尺寸是直線終點的縱、橫坐標均應小于（）第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理答：②③2n-2④2-1n-2①2n-1②2-1n-119用逐點比較法插補第二、三、四象限的

直線時，應該如何計算偏差？第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理答：將四個象限中直線插補的偏差計算歸納如表所示。直線所在象限F≥0F<0進給偏差計算進給偏差計算SL1,SL3△XFi+1=Fi-ya△YFi+1=Fi+xaSL2,SL4△YFi+1=Fi-xa△XFi+1=Fi+ya3-1機床數控系統主要由哪幾部分組成？答：主要由以下幾部分組成：零件加工程序的輸入、數據處理(例如數制轉換、刀具半徑補償等)、插補計算和伺服機構的控制。第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理3-2計算機數控系統（CNC系統）由哪些

部分構成？各部分的功能如何？答：主要由微型計算機、計算機接口電路、伺服系統及外部輸入/輸出（I/O）設備組成。第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理（1）微型計算機：微機是CNC系統的核心，其主要作用有：①、輸入和存儲零件加工程序；②、計算刀具運動軌跡；③、插補運算；④、伺服系統的控制。(2)計算機接口電路：作用傳遞和轉換計算機與

外界聯系的信息，并將計算機與外界隔離，起保

護作用。

(3)伺服系統：伺服系統是計算機和機床的聯系環節，由執行機構和驅動電路、檢測裝置等組成。第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理(4)外部輸入/輸出設備：主要包括鍵盤、顯示器、操作控制面板、外部存儲設備、光電閱讀機和紙帶穿孔機等。3-3CNC系統中微機的控制功能有哪些？答：主要包括以下幾方面：第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理（1）記憶功能。（2）信息處理功能。（3）內部控制功能。（4）輸入/輸出功能。（5）適應環境的功能。

3-4CNC系統中微機譯碼程序的功能是什么？

答：譯碼程序的功能是將輸入的零件輪廓信息、加工速度及輔助功能進行識別處理。將這引起零件程序翻譯成計算機能夠識別的代碼。第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理3-5工業控制計算機與通用計算機相比，有什么顯著特點？答：根據數控機床的特殊要求，具有兩個顯著特點：第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理（1）高可靠性：工業生產一般要求CNC系統具有很強的抗干擾能力，能在比較惡劣的環境中可靠地工作，要求CNC系統具有較高的平均無故障率和很短的修復時間。（2）編程簡單，操作方便。以方便用戶使用。

3-6CNC系統常用的軟件插補方法中，有一種

是數據采樣法。計算機執行插補程序輸出的是

數據而不脈沖。這種方法適用于（）。答：③第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理①開環控制系統 ②閉環控制系統③點位控制系統 ④連續控制系統3-7提高CNC系統可靠性，可采取哪些措施？答：④⑤第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理①采用單片機②采用雙CPU③提高時鐘頻率④采用模塊化結構 ⑤采用光電隔離電路3-8CNC系統中的微機部分，需要由微處理器（CPU）、內部存儲器（RAM和ROM）和I/O接口

電路組成。由

、

和

三條信號線

聯接。答：數據總線 地址總線 控制總線第五章計算機數控（CNC）系統的基本原理3-10機床I/O控制部分根據機床與微機

之間傳送信息形式的不同，I/O控制