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Computer-Numerische Steuerung (CNC)

Computer-Numerische Steuerung (CNC) ist eine Methode zur automatischen Steuerung von Werkzeugmaschinen mithilfe von Software in einem in das Werkzeug integrierten Mikrocomputer. Es wird häufig zur Bearbeitung von Metall- und Kunststoffteilen verwendet.

Numerische Steuerung

(auch bekannt als Computer Numerical Control, allgemein als CNC bezeichnet) ist die automatisierte Steuerung von Bearbeitungswerkzeugen wie Bohrern, Drehmaschinen, Fräsmaschinen, Schleifmaschinen, Router, und 3D-Drucker mittels eines Computers. CNC-Maschinen bearbeiten ein Stück Material (Metall, Plastik, Holz, Keramik, oder zusammengesetzt) um Spezifikationen zu erfüllen, indem codierte Programmanweisungen befolgt werden, ohne dass ein manueller Bediener zur direkten Steuerung des Bearbeitungsvorgangs erforderlich ist.

Zusammensetzung der CNC

Aus Sicht der automatischen Steuerung, Ein CNC-System ist eine Position (Flugbahn), Geschwindigkeit (inklusive Strom) Steuerungssystem. Es erfordert im Wesentlichen die Verschiebung und Geschwindigkeit mehrerer Aktuatoren (jede Bewegungsachse) als Steuerungsobjekt und macht sein automatisches Steuerungssystem für koordinierte Bewegungen zu einem Computersteuerungssystem, das mit einem speziellen Betriebssystem ausgestattet ist. Aus Sicht der äußeren Merkmale, Ein CNC-System besteht aus Hardware (allgemeine Hardware und spezielle Hardware) und Software (besonderer Zweck). Die beiden unterstützen sich gegenseitig und sind unzertrennlich. Die Aufgabe der CNC besteht darin, einige oder die meisten CNC-Funktionen durch Software mit Unterstützung durch Hardware zu realisieren. Hardware ist die Grundlage, und Software ist die Seele.

Zusammensetzung des CNC-Geräts

Die Plattform hat die folgenden zwei Bedeutungen:

• Bereitstellung der notwendigen Funktionen für die Grundkonfiguration des CNC-Systems; auf der Plattform, Funktionsdesign und -entwicklung können entsprechend den Benutzeranforderungen durchgeführt werden.

Vierte, die Funktion von CNC

Die Funktion des CNC-Geräts bezieht sich auf die Methoden und Mittel, um die Anforderungen der Benutzerbedienung und Werkzeugmaschinensteuerung zu erfüllen. Zu den Funktionen des numerischen Steuergeräts gehören Grundfunktionen und Auswahlfunktionen.

• Grundfunktionen—die Funktionen der Grundkonfiguration des CNC-Systems, das heißt, die notwendigen Funktionen.
• Auswahlfunktion– eine Funktion, die Benutzer entsprechend den tatsächlichen Anforderungen auswählen können.

Die Eigenschaften von CNC

1. Höhere Flexibilität als NC.
2. Gute Vielseitigkeit.
3. Kontinuierliche Weiterentwicklung und Erweiterung der CNC-Funktionen.
4. Die Zuverlässigkeit wird immer höher.
5. Erleichtern Sie die Wartung und Nutzung des Systems.
6. Einfach zu realisierende Mechatronik.

Einzel-Mikroprozessor-CNC

Ein-Mikroprozessor-CNC bedeutet, dass das System nur einen Mikroprozessor als Kern hat. Diese CPU ist über den Bus mit dem Speicher und verschiedenen Schnittstellen verbunden und nutzt zentralisierte Steuerungs- und Time-Sharing-Verarbeitungsmethoden, um Aufgaben wie Eingabe/Ausgabe zu erledigen, Interpolationsberechnung, und Servosteuerung, unter anderem. Der Hardware- und Softwareaufbau dieses Systems ist relativ einfach. Der Aufbau der Einzel-Mikroprozessor-CNC basiert auf der Grundstruktur des Mikrocomputersystems, einschließlich des Mikroprozessors und der Drei-Bus-Struktur, I/O-Schnittstelle, Erinnerung, serielle Schnittstelle, und verschiedene Display-Schnittstellen, usw.; Dazu gehört auch der Steuerungsteil der Werkzeugmaschine.

CNC-Funktionen mit einem einzigen Mikroprozessor

1. Im CNC-Gerät gibt es nur einen Mikroprozessor, Dies ermöglicht eine zentrale Steuerung und Time-Sharing-Verarbeitung für Funktionen wie die Speicherung, Interpolationsberechnung, Eingabe-/Ausgabesteuerung, und CRT-Display.
2. Der Mikroprozessor ist über den Bus mit Schnittstellenschaltungen wie Speicher und Eingabe-/Ausgabesteuerung verbunden, um ein CNC-Gerät zu bilden.
3. Der Aufbau ist einfach und leicht umzusetzen.

Multi-Mikroprozessor-CNC

(1) Vorteile der Multi-Mikroprozessor-CNC

• Hohe Kostenleistung.
• Starke Anpassungsfähigkeit.
• Hohe Zuverlässigkeit.
• Einfach zu organisierende Großserienproduktion.

Hauptfunktionsmodule der CNC mit mehreren Mikroprozessoren

1. CNC-Verwaltungsmodul.
2. CNC-Interpolationsmodul.
3. Positionskontrollmodul.
4. SPS-Modul.
5. Mensch-Maschine-Schnittstellenmodul.
6. Speichermodul.

CNC-Struktur eines Multi-Mikroprozessors

• Gemeinsame Busstruktur

In der Shared-Bus-Struktur, Jedes Funktionsmodul wird in einen Maschinenrahmen eingesetzt, der mit einer Bussteckdose ausgestattet ist, und jedes Modul ist durch den Systembus effektiv miteinander verbunden, um je nach Bedarf verschiedene Steueranweisungen und Daten auszutauschen, um verschiedene vorgegebene Funktionen zu realisieren.

• Shared-Memory-Struktur

In dieser Multi-Mikroprozessor-Struktur, Multi-Port-Speicher wird verwendet, um die Verbindung und Kommunikation zwischen Mikroprozessoren zu realisieren, und jeder Port ist mit einem Datensatz ausgestattet, Adresse, und Steuerleitungen für den Hafenzugang. Das Zugriffskonfliktproblem wird durch eine spezielle Multi-Port-Steuerlogikschaltung gelöst. Wenn die Anzahl der Mikroprozessoren zunimmt, Aufgrund des Wettbewerbs um die Weitergabe wird die Informationsübermittlung häufig blockiert, Verringerung der Systemeffizienz.

CNC-Softwarestruktur

Die Eigenschaften und Beziehungen zwischen Software und Hardware bei der Realisierung verschiedener Funktionen: Theoretisch, Die Funktionen, die von Hardware ausgeführt werden können, können auch von Software ausgeführt werden. Unter dem Gesichtspunkt der Realisierung von Funktionen, Software und Hardware sind logisch gleichwertig.

Merkmale:

• Die Hardware-Verarbeitungsgeschwindigkeit ist hoch, aber die Flexibilität ist schlecht, und es ist schwierig, komplexe Steuerfunktionen zu realisieren.
• Das Softwaredesign ist flexibel und anpassungsfähig, aber die Verarbeitungsgeschwindigkeit ist relativ langsam.
• Die Zuordnung von durch Software und Hardware realisierten Funktionen ist die Aufteilung von Software- und Hardware-Funktionsschnittstellen.

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