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第八章 數(shù)控系統(tǒng)的選擇設(shè)計(jì)
機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)在應(yīng)用工作中，軟件設(shè)計(jì)是一個(gè)重要方面。實(shí)際設(shè)計(jì)與硬件設(shè)計(jì)是不可分割的，二者必須結(jié)合, 哪些能由硬件完成，那些能由軟件完成，在硬件設(shè)計(jì)基本定型后，分工也就基本確定下來(lái)了，這時(shí)軟件設(shè)計(jì)工作才開(kāi)始進(jìn)行。
軟件設(shè)計(jì)工作，按其功能可分二類(lèi)：一類(lèi)是執(zhí)行軟件，它能完成各種實(shí)質(zhì)性的功能，如步進(jìn)電機(jī)控制，插補(bǔ)，誤差補(bǔ)償計(jì)算，反饋量的處理，零件加工程序，顯示輸出等；另一類(lèi)是監(jiān)控軟件，它是控制微機(jī)系統(tǒng)按預(yù)定的操作方式運(yùn)轉(zhuǎn)的程序，它完成人機(jī)通信，并協(xié)調(diào)執(zhí)行程序和操作者之間的關(guān)系，在軟件系統(tǒng)中充當(dāng)組織調(diào)度的角色，如系統(tǒng)自檢，初始化，處理鍵盤(pán)命令，處理揭開(kāi)命令等。但執(zhí)行軟件和監(jiān)控軟件沒(méi)有明確的界限和固定的功能劃分，。習(xí)慣上把鍵盤(pán)解釋程序作為監(jiān)控程序，其它任務(wù)都分散在特定功能執(zhí)行程序中，并由監(jiān)控程序來(lái)調(diào)用必要的功能模塊，完成預(yù)定的任務(wù)。
在進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)從全局著眼，先將整個(gè)系統(tǒng)按功能分成一個(gè)一個(gè)的模塊，并為每一個(gè)執(zhí)行模塊定義，然后設(shè)計(jì)出每一個(gè)具體模塊的程序，最后組成一個(gè)系統(tǒng)。不僅整個(gè)系統(tǒng)的程序結(jié)構(gòu)可具有模塊化的特性，而且其模塊內(nèi)部有可以細(xì)分為小模塊。模塊特性對(duì)測(cè)試很有利，功能擴(kuò)充也很方便，要增加新功能，只要增加新模塊就能實(shí)現(xiàn)，象搭積分木一樣。因此，這樣的模塊程序設(shè)計(jì)方法， 思路清晰，邏輯性強(qiáng)，柔性較強(qiáng)
一、典型機(jī)床數(shù)控裝置的硬件組成
CNC系統(tǒng)（數(shù)控系統(tǒng)）是在硬件的支持下，通過(guò)運(yùn)行軟件來(lái)進(jìn)行工作的。所以，CNC裝置的功能強(qiáng)弱首先取決于其硬件系統(tǒng)的組成及配置。
圖8.1典型數(shù)控機(jī)床的CNC系統(tǒng)圖
二、典型CNC系統(tǒng)（數(shù)控系統(tǒng)）技術(shù)性能
在本設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者根據(jù)實(shí)際情況選擇了廣州數(shù)控設(shè)備廠的GSK980T數(shù)控系統(tǒng)。其技術(shù)性能如表8.1所示；
表8.1 GSK980T數(shù)控系統(tǒng)的技術(shù)性能
CPU：
80C186XL12
顯示器：
320× 240點(diǎn)陣液晶
控制坐標(biāo)軸:
2軸（X、Z）
聯(lián)動(dòng)坐標(biāo)軸：
2軸（X、Z）
最小設(shè)定單位：
X軸：0.0005mm
Z軸：0.001mm
最小移動(dòng)單位：
X軸：0.0005mm
Z軸：0.001mm
最大行程：
±9999.999mm
軟件行程限位：
±9999.999mm
最大快速速度：
（0.001mm當(dāng)量）
X軸：4m/min
Z軸：8m/min
最大快速速度：
（0.002mm當(dāng)量）
X軸：8m/min
Z軸：16m/min
每分進(jìn)給速度：
1-8000mm/min
每轉(zhuǎn)進(jìn)給速度：
0.0001-500mm/r
快速倍率：
F0、25%、50%、100%四檔實(shí)時(shí)可調(diào)
進(jìn)給倍率：
0-150%十六檔實(shí)時(shí)可調(diào)
快速加減速方式：
直線型
進(jìn)給加減速方式：
指數(shù)型
插補(bǔ)功能：
直線/全圓圓弧插補(bǔ)
電子齒輪比：
1-127/1-127
螺紋功能：
公/英制直螺紋、錐螺紋、端面螺紋，帶退尾
螺紋導(dǎo)程：
0.0001-500mm
0.06-254000牙/英寸
用戶程序編輯：
可存儲(chǔ)40KB、63個(gè)程序，ISO代碼、相對(duì)/絕對(duì)混合編程，全屏幕編輯
G功能：
二十二種G代碼，包括十二種固定/復(fù)合循環(huán)；
八種用戶宏指令可讀/寫(xiě)最多16點(diǎn)輸入/6點(diǎn)輸出
子程序、宏程序
二重子程序調(diào)用；（選配功能）M、S、T代碼調(diào)用宏程序
用戶數(shù)據(jù)保存：
程序、參數(shù)、刀補(bǔ)、坐標(biāo)掉電保護(hù)（非易失RAM）；程序、參數(shù)、刀補(bǔ)后備保存（Flash-EEPROM)
通訊功能：
（選配功能）RS232接口，與PC機(jī)通訊：交換程序、參數(shù)、刀補(bǔ)數(shù)據(jù)
主軸功能：
手動(dòng)/程序控制二檔或四檔主軸變速；
選配：0-10V模擬輸出，控變頻主軸；50%-120%主軸倍率實(shí)時(shí)可調(diào)，恒線速切削
刀具功能：
控4-8位刀，手動(dòng)/程序換刀；刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償，16組刀補(bǔ)設(shè)置；
定點(diǎn)對(duì)刀/試切對(duì)刀生成刀補(bǔ)
輔助功能
手動(dòng)/程序控制主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、制動(dòng)、停止；手動(dòng)/程序控制冷卻、潤(rùn)滑；程序控制夾頭
手動(dòng)功能：
手動(dòng)連續(xù)進(jìn)給十六檔修調(diào)；手動(dòng)單步進(jìn)給四檔可調(diào)：0.001/0.01/0.1/1mm；手輪（選件）進(jìn)給三檔可調(diào)：0.001/0.01/0.1mm
操作方式：
編輯、自動(dòng)、錄入、手動(dòng)、手輪/單步、回機(jī)械零點(diǎn)、回程序零點(diǎn)
其它功能：
機(jī)床鎖住、輔助功能鎖住、空運(yùn)行、單程序段運(yùn)行、程序鎖、參數(shù)鎖、外接倍率開(kāi)關(guān)（選件）、外接急停/進(jìn)給保持/循環(huán)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)（選件）
外形尺寸：
320× 240× 136mm
重量：
6.0Kg(含開(kāi)關(guān)電源)
GSK980T車(chē)床數(shù)控系統(tǒng)（CNC），是廣州數(shù)控設(shè)備廠于1998年推出的普及型數(shù)控系統(tǒng)。作為經(jīng)濟(jì)型數(shù)控，GSK980T具有以下技術(shù)特點(diǎn)：系統(tǒng)的升級(jí)換代產(chǎn)品.
· 采用高級(jí)處理器（CPU）和可編程門(mén)陣列（PLD）進(jìn)行硬件插補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)高速μm級(jí)控制
· 采用四層線路板，集成度高，整機(jī)工藝結(jié)構(gòu)合理，可靠性高
· 液晶（LCD）中文顯示、界面友好、操作方便
· 加減速可調(diào)，可配套步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器或伺服驅(qū)動(dòng)器
· 可變電子齒輪比，應(yīng)用方便