数控系统软件
2008-8-22来源：阅读：279次我要收藏
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CNC 系统软件是一个典型而又复杂的实时系统。
本节先介绍系统软硬件界面的关系，然后从系统内数据流的角度来分析CNC 装置的数据转换过程，并从多任务性和实时性的角度来分析CNC 系统软件的结构特点，最后介绍一个典型CNC 装置系统软件的结构。
一、CNC 装置软件和硬件的功能界面
1 、软件与硬件在实现各种功能的特点和关系
● 关系：从理论上讲，硬件能完成的功能也可以用软件来完成。从实现功能的角度看，软件与硬件在逻辑上是等价的。
● 特点：
硬件处理速度快，但灵活性差，实现复杂控制的功能困难。
软件设计灵活，适应性强，但处理速度相对较慢。
2 、软件、硬件实现功能的分配就是——软件硬件功能界面划分。
3 、功能界面划分的准则：系统的性能价格比。
二、CNC 装置的数据转换流程
CNC 装置系统软件的主要任务：如何将由零件加工程序表达的加工信息，变换成各进给轴的位移指令、主轴转速指令和辅助动作指令，控制加工设备的轨迹运动和逻辑动作，加工出符合要求的零件。
1 、译码 ( 解释 )
将用文本格式（通常用 ASCII 码）表达的零件加工程序，以程序段为单位转换成后续程序（本例是指刀补处理程序）所要求的数据结构（格式）。
数据结构示例：
Struct PROG_BUFFER {
char buf_state ； // 缓冲区状态， 0 空； 1 准备好。
int block_num ； // 以 BCD 码的形式存放本程序段号。
double COOR[20] ； // 存放尺寸指令的数值（μ m ）。
int F,S ； //F （ mm/min ） S （ r/min ）。
char G0 ； // 以标志形式存放 G 指令。
char G1 ；
char M0 ； // 以标志形式存放 M 指令。
char M1 ；
char T ； // 存放本段换刀的刀具号。
char D ； // 存放刀具补偿的刀具半径值。
在系统软件中各程序间的数据交换方式一般都是通过缓冲区进行的。该缓冲区由若干个数据结构组成，当前程序段被解释完后便将该段的数据信息送入缓冲区组中空闲的一个。后续程序（如刀补程序）从该缓冲区组中获取程序信息进行工作。
N 06 G 90 G 41 D 11 G 01 X200 Y 300 F 200 ；
1 2 3 4 5 6 7
8 9
Struct PROG_BUFFER {
char buf_state ； 0 ： ( 开始 ) ； 1 （；）⑨
int block_num ； 06 （ N06 ）①
double COOR[20] ； COOR[1]=200000 ；（ X200 ）⑥
COOR[2]=300000 ；（ Y300 ）⑦
int F,S ； F=200 ；（ F200 ）⑧
char G0 ； D5=0 ；（ G90 ）②
D6,D7=0,1 （ G41 ）③
D1=1 ；（ G01 ）⑤
char D ； D=11 （ D11 ）
④
三、CNC 装置的软件系统特点
CNC 系统是典型的实时控制系统。 CNC 装置的系统软件则可看成是一个专用实时操作系统。由于其应用领域是工业控制领域（多任务性、实时性），因此，分析和了解这些要求是至关重要的，因为它既是系统设计和将来软件测试的重要依据，也是确定系统功能和性能指标的过程。同时，这些要求也应是 CNC 系统软件的特点。
. 多任务性与并行处理技术
● CNC 控制要求的多任务性
任务定义：
可并发执行的程序在一个数据集合上的运行过程。
CNC 的功能则可定义为 CNC 的任务：
显示、译码、刀补、速度处理、插补处理、位置控制、…
CNC 系统的任务要求并行处理：
为了保证控制的连续性和各任务执行的时序配合要求，CNC 系统的任务必须采用并行处理，而不能逐一处理。
● 基于并行处理的多任务调度技术
并行处理定义：
数控系统软件故障原因与排除 一、软件故障形成原因 软件故障是由软件变化或丢失形成的。机床软件存贮于 RAM当中，以下情况可能造成软件故障： （l）调试的误操作。可能删除了不该删除的软件的内容或写入了不该写入的软件内容，使软件丢失或发生变化。 （2）用于对RAM供电的电池电压降到额定值以下，机床停电状态下拨下电池或从系统中拔出不含电池但要电池供电才能保持数据的RAM插件。电池电路断路或出现短路，电池夹出现接触不良，使RAM得不到维持内容的电压。造成软件丢失或变化。前一种情况多发生于长期旋转后重新启动的机床和验收后使用多年没有更换过电池的机床，也多发生于频繁停电的地区的机床；第二种情况多发生于硬件维修中误操作之后；第三种情况多由电池接触不良，特别是电池夹出现锈蚀之后，由于电化学作用引起的。系统往往是由电池电压监控，但很多系统在电池报警之后仍然能维持一段时间工作。若在此期间仍然还不更换电池，就有可能再经过一段时间，系统就不能保持正常工作了，甚至连报警也给不出来。还应知道电池在正常状态下耗电量是很小的，有的系统工作中还会对它充电。因此，使用寿命是很长的。在维修中很容易忽视对它的检查。而且，电池拿下后只有放置较长时间或关机在机上使用较长时间，才能检查出电池电压的真实情况。 （3）电源干扰脉冲窜入总线，引起时序错误，导致数控装置或程控装置停止运行。 （4）运行过程中复杂的大型程序由于是大量运算条件的组合，可能导致计算机进人死循环，或机器数据及处理中发生了引起中断的运算结果，或者是以上两种情况引起错误的操作，从而破坏了预先写入RAM 区的标准控制数据。 （5）操作不规范时亦可能由于各种连锁作用造成报警、停机，从而使后继操作失效。 （6）程序中包含有语法错误、逻辑错误、非法数据，在输入中或运行中出现故障报警。已经长期运行过的准确无误的软件，是鉴别软件错误还是硬件故障最好资料，而且应注意到，在新编程序输入及调整过程中，程序出错率是非常高的。 二、软件故障排防方法 其基本原则就是把出错的软件改过来。但查出问题是不容易的，所以有时就是消掉，重新输入。 （1）对于软件丢失或变化造成的运行异常、程序中断、停机故障、可采取对数据、程序更改补充方法，亦可采用清除、重新输入法。这类故障，主要是指存贮在RAM中的NC数据、设定数据、PLC机床程序、零件程序的丢失或出错。这些数据是确定系统功能的依据，是系统适配于机床所必须的，出错后造成系统故障或某些功能失效。PLC机床程序出错也可能造成机床停机，对于这种情况，找出出错位置或丢失的位置，更改补充之后，故障就可以排除。若出错较多，丢失较多，采用清除、重写入的方法来恢复更好一些。但要注意到许多系统在清除系统所有软件后会使报警消失。但执行清除前应有充分准备，必须把现行可能被清除的内容记录下来，以便清除后恢复它们。 （2）对于机床程序和数据处理中发生了引起中断的运行结果而造成的故障停机，可采取硬件复位的方法，即关后再开系统电源来排除。
“创业杯”数控车床技能大赛试题3 用数控车床完成 图示零件的加工， 此零件为配合件， 配合锥面用涂色
法检查，要求锥体接触面积不小于50%，零件材料为45钢。 评分标准
各工序刀具的切削参数
参考程序 O0001 (大件左端程序) N10 G21 G40 G97 G99 M03 S500 T0101; N20 G00 X60.0 Z10.0 M08;
N40 G71 P50 Q180 U0.3 W0.2 F0.2; N50 G00 G42 X26.0 ; N60 G01 Z0.0; N70 G01 X27.99 Z-1.0; N80 G01 W-8.0; N90 X31.0; N100 X35.0 W-20.0; N110 X40.0; N120 X41.99 W-1.0; N130 W-20.0; N140 X46.0; N150 X47.985 W-1.0; N160 Z-58.0; N170 X52.0; N180 Z-155.0; N190 G00 X70.0 Z50.0; N200 G21 G40 G97 G99 M03 S1000 T0202; N210 G00 X60.0 Z10.0; N220 G70 P50 Q180 F0.1; N230 G00 X70.0 Z50.0; N240 G21 G40 G97 G99 M03 S300 T0303; N250 G00 X60.0 Z-155.0; N260 G01 X4.0 F0.15; N270 G01 X60.0; N280 G00 Z50.0 M05; N290 M09; N300 M30; O0002 (大件右端程序) N10 G21 G40 G97 G99 M03 S500 T0101; N20 G00 X60.0 Z10.0 M08; N30 G71 U2.0 R1.0; N40 G71 P50 Q150 U0.3 W0.2 F0.2; N50 G42 G00 X20.0; N60 G01 Z0.0;
第四章计算机数控系统（CNC系统） 第一节概述 一、CNC系统的组成 CNC系统主要由硬件和软件两大部分组成。其核心是计算机数字控制装置。它通过系统控制软件配合系统硬件，合理地组织、管理数控系统的输入、数据处理、插补和输出信息，控制执行部件，使数控机床按照操作者的要求进行自动加工。CNC系统采用了计算机作为控制部件，通常由常驻在其内部的数控系统软件实现部分或全部数控功能，从而对机床运动进行实时控制。只要改变计算机数控系统的控制软件就能实现一种全新的控制方式。CNC系统有很多种类型，有车床、铣床、加工中心等的CNC系统。但是，各种数控机床的CNC系统一般包括以下几个部分：中央处理单元CPU、存储器（ROM/RAM）、输入输出设备（I/O）、操作面板、显示器和键盘、纸带穿孔机、可编程控制器等。图4-1所示为CNC系统的一般结构框图。 图4-1 CNC系统的结构框图 在图4-1中所示的整个计算机数控系统的结构框图，数控系统主要是指图中的CNC控制器。CNC控制器由计算机硬件、系统软件和相应的I/O接口构成的专用计算机与可编程控制器PLC组成。前者处理机床轨迹运动的数字控制，后者处理开关量的逻辑控制。 三、CNC系统的功能和一般工作过程 （一）CNC系统的功能 CNC系统由于现在普遍采用了微处理器，通过软件可以实现很多功能。数控系统有多种系列，性能各异。数控系统的功能通常包括基本功能和选择功能。基本功能是数控系统必备的功能，选择功能是供用户根据机床特点和用途进行选择的功能。CNC系统的功能主要反映在准备功能G指令代码和辅助功能M指令代码上。根据数控机床的类型、用途、档次的不同，CNC系统的功能有很大差别，下面介绍其主要功能。 1. 控制功能 CNC系统能控制的轴数和能同时控制（联动）的轴数是其主要性能之一。控制轴有移动轴和回转轴，有基本轴和附加轴。通过轴的联动可以完成轮廓轨迹的加工。一般数控车床只需二轴控制，二轴联动；一般数控铣床需要三2轴联动；一般加工中心为多轴控制，三轴联动。控制轴数越多，特别是同时控制的轴数越多，轴控制、三轴联动或21 要求CNC系统的功能就越强，同时CNC系统也就越复杂，编制程序也越困难。 2. 准备功能准备功能也称G指令代码，它用来指定机床运动方式的功能，包括基本移动、平面选择、坐标设定、刀具补偿、固定循环等指令。对于点位式的加工机床，如钻床、冲床等，需要点位移动控制系统。对于轮廓控制的加工机床，如车床、铣床、加工中心等，需要控制系统有两个或两个以上的进给坐标具有联动功能。 3. 插补功能 CNC系统是通过软件插补来实现刀具运动轨迹控制的。由于轮廓控制的实时性很强，软件插补的计算速度难以满足数控机床对进给速度和分辨率的要求，同时由于CNC不断扩展其他方面的功能也要求减少插补计算所占用的CPU 时间。因此，CNC的插补功能实际上被分为粗插补和精插补，插补软件每次插补一个小线段的数据为粗插补，伺服系统根据粗插补的结果，将小线段分成单个脉冲的输出称为精插补。有的数控机床采用硬件进行精插补。 4. 进给功能根据加工工艺要求，CNC系统的进给功能用F指令代码直接指定数控机床加工的进给速度。 （1）切削进给速度以每分钟进给的毫米数指定刀具的进给速度，如100mm/min。对于回转轴，表示每分钟进给的角度。 （2）同步进给速度以主轴每转进给的毫米数规定的进给速度，如0.02mm/r。只有主轴上装有位置编码器的数控机床才能指定同步进给速度，用于切削螺纹的编程。 （3）进给倍率操作面板上设置了进给倍率开关，倍率可以从0~200%之间变化，每档间隔10%。使用倍率开关不用
（数控加工）西门子数控系统常用维修方法
西门子840D数控系统常用维修方法 西门子840D数控系统常用维修方法 字体大小：大-中-小kaigongzuo发表于09-02-2411:00阅读(26)评论(0) 西门子840D数控系统常用维修方法 SINUMERIK840D是德国西门子X公司上世纪九十年代推出的壹种高档数控系统，SIN840 D系统的特点是计算机化，驱动的模块化，控制和驱动接口的数字化。NCU573.3采用Pen tiumⅢCPU，最多可控制31个伺服轴或主轴，10个通道或操作方式组，在每个通道中可控制12个轴（含主轴），主轴数最多为12个。它和以往的数控的不同点是更易操作，更易掌握，MMC102、MMC103和PCU50、PCU70带有硬盘，可储存大量的数据。另外，它的硬件结构更加简单、紧凑、模块化；软件内容更加丰富，功能更加强大。 现将日常维修SIN840D数控系统常用维修方法汇总如下： 1使用ghost软件修复MMC102板的硬盘逻辑坏道 壹台装有SIN840D数控系统的加工中心，其系统配置为NCU572.0软件版本为V03.06.05、MMC102软件版本为V03.06.10。开机启动时显示： ApplicationError ABNORMALPROGRAMTERMINATION CLOSE 按回车键确认后显示： Regie WARNING:Application‘mbdde’didn’tpost Initcomplete！ Press
按回车键确认后，能进入加工区界面，但在通道状态栏中显示6个“？”，报警和信息行无任何显示，进入诊断界面后无任何显示、死机。 经过分析上述故障现象，MMC102板的硬盘上有逻辑坏道，造成报警文本文件丢失。壹般可更换备份硬盘排除此故障，现介绍壹种若没有备份硬盘，使用ghost系统备份软件修复此硬盘逻辑坏道的方法（ghost软件具有修复硬盘逻辑坏道的功能）。 1.1机床关机断电，将笔记本电脑硬盘从机床MMC102板上拆下。 1.2关闭壹台安装有Windows98第二版操作系统的台式计算机。切断电源，打开机箱，将机床上硬盘通过插接式转换电路板连接到第二主硬盘位置。 1.3使用Ghost7.5软件进行硬盘分区数据备份 计算机开机以后，运行Ghost7.5软件，进入Ghost7.5软件后，在Local中选择“Partitio n”磁盘分区选项中的“ToImage”进行机床硬盘的C盘分区复制备份，按照屏幕提示依次选择源盘即机床硬盘，要备份的硬盘分区，再选择备份文件存放的路径和文件名（起名创建），保存后台式计算机的硬盘中。回车确定后，出现提示框点击“Fast”少量压缩，确认选择“Y es”，即开始执行复制。在复制时又出现提示“有坏语句是否继续”，必须选择“Yes”，又出现提示“忽视后面的坏语句”，必须选择“No”，然后计算机自动完成硬盘分区数据复制，在计算机硬盘中生成壹个扩展名为gho的镜像文件。 1.4使用Ghost7.5软件进行硬盘分区数据恢复。 计算机中运行Ghost7.5软件后，在Local中选择“Partition”磁盘分区选项中的“FormI mage”进行机床硬盘的C盘分区恢复仍原，按照屏幕提示依次选择扩展名为gho的镜像恢复仍原文件，要恢复仍原文件的机床硬盘及C盘分区，选择“Yes”执行完成机床硬盘的C 盘分区恢复仍原工作。 1.5退出Ghost7.5软件，关闭计算机，将机床硬盘从台式计算机上拆下。
数控系统软件 2008-8-22来源：阅读：279次我要收藏 【字体：大中小】 CNC 系统软件是一个典型而又复杂的实时系统。 本节先介绍系统软硬件界面的关系，然后从系统内数据流的角度来分析CNC 装置的数据转换过程，并从多任务性和实时性的角度来分析CNC 系统软件的结构特点，最后介绍一个典型CNC 装置系统软件的结构。 一、CNC 装置软件和硬件的功能界面 1 、软件与硬件在实现各种功能的特点和关系 ● 关系：从理论上讲，硬件能完成的功能也可以用软件来完成。从实现功能的角度看，软件与硬件在逻辑上是等价的。 ● 特点： 硬件处理速度快，但灵活性差，实现复杂控制的功能困难。 软件设计灵活，适应性强，但处理速度相对较慢。 2 、软件、硬件实现功能的分配就是——软件硬件功能界面划分。 3 、功能界面划分的准则：系统的性能价格比。 二、CNC 装置的数据转换流程
CNC 装置系统软件的主要任务：如何将由零件加工程序表达的加工信息，变换成各进给轴的位移指令、主轴转速指令和辅助动作指令，控制加工设备的轨迹运动和逻辑动作，加工出符合要求的零件。 1 、译码 ( 解释 ) 将用文本格式（通常用 ASCII 码）表达的零件加工程序，以程序段为单位转换成后续程序（本例是指刀补处理程序）所要求的数据结构（格式）。 数据结构示例： Struct PROG_BUFFER { char buf_state ； // 缓冲区状态， 0 空； 1 准备好。 int block_num ； // 以 BCD 码的形式存放本程序段号。 double COOR[20] ； // 存放尺寸指令的数值（μ m ）。 int F,S ； //F （ mm/min ） S （ r/min ）。 char G0 ； // 以标志形式存放 G 指令。 char G1 ； char M0 ； // 以标志形式存放 M 指令。 char M1 ； char T ； // 存放本段换刀的刀具号。
编订：__________________ 单位：__________________ 时间：__________________ 挖掘机常见故障分析及排 除 Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑
文件编号：KG-AO-6042-63 挖掘机常见故障分析及排除 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体、周密的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 挖掘机是土石方工程中的主要施工机械，广泛应用于建筑、筑路、水利、露天采矿和国防工程中。挖掘机若不及时保养就可能出现各种故障，本人根据自己的实践经验，对挖掘机的常见故障做以下分析，仅供参考。 1挖掘机不能启动或启动困难 1.1电气系统故障 1.1.1蓄电池电量不足，此时应及时对蓄电池充电，检查蓄电池液面高度，及时补充电解液至规定高度。如果发现蓄电池老化充电不良，就应该更换蓄电池，同时注意电池的日常保养，不要让蓄电池经常处于亏电状态。 1.1.2启动机故障维修或更换启动机。 1.1.3发电机故障维修或更换发电机。
1.1.4线路故障检查线路并修复。 1.2发动机油路故障 1.2.1低压油路气阻 在输油泵或喷油泵的抽吸作用下，燃油由油箱经低压油路送到高压泵。若低压油路封闭不严，或油箱内油面过低，而车辆倾斜停放和行驶，空气会趁机进入油路；若气温高，燃油蒸发，也会在低压油路形成气阻，造成发动机工作不稳，自动熄火或发动机不能启动。 1.2.2油路堵塞 油路堵塞的常见部位主要有油箱内的吸油管、滤网、柴油滤清器、油箱盖通气孔等。造成油路堵塞的主要问题是注入了不符合标准的柴油，或在加油过程中混进杂质。预防关键是保证柴油清洁及油路密封，对油路进行经常性保养，加强对柴油滤清器的清洁保养，及时清洗或更换滤芯，根据作业环境条件及时对油箱进行清洗，彻底去除油箱底部的油泥及水分。 1.2.3喷油泵的故障
FANUC数控系统常用M代码：M03：主轴正传 M04：主轴反转 M05：主轴停止 M07：雾状切削液开 M08：液状切削液开 M09：切削液关 M00：程序暂停 M01：计划停止 M02：机床复位 M30:程序结束，指针返回到开头M98：调用子程序 M99：返回主程序 FANUC数控系统G代码： 代码名称-功能简述 G00------快速定位 G01------直线插补 G02------顺时针方向圆弧插补G03------逆时针方向圆弧插补G04------定时暂停 G05------通过中间点圆弧插补G07------Z 样条曲线插补 G08------进给加速 G09------进给减速 G20------子程序调用 G22------半径尺寸编程方式 G220-----系统操作界面上使用G23------直径尺寸编程方式 G230-----系统操作界面上使用G24------子程序结束 G25------跳转加工 G26------循环加工 G30------倍率注销 G31------倍率定义 G32------等螺距螺纹切削，英制G33------等螺距螺纹切削，公制G53,G500-设定工件坐标系注销G54------设定工件坐标系一 G55------设定工件坐标系二 G56------设定工件坐标系三 G57------设定工件坐标系四 G58------设定工件坐标系五 G59------设定工件坐标系六 G60------准确路径方式
G64------连续路径方式 G70------英制尺寸寸 G71------公制尺寸毫米 G74------回参考点(机床零点) G75------返回编程坐标零点 G76------返回编程坐标起始点 G81------外圆固定循环 G331-----螺纹固定循环 G90------绝对尺寸 G91------相对尺寸 G92------预制坐标 G94------进给率，每分钟进给 G95------进给率，每转进给 功能详细： G00—快速定位 格式：G00 X(U)__Z(W)__ 说明：(1)该指令使刀具按照点位控制方式快速移动到指定位置。移动过程中不得对工件 进行加工。 (2)所有编程轴同时以参数所定义的速度移动，当某轴走完编程值便停止，而其他 轴继续运动， (3)不运动的坐标无须编程。 (4)G00可以写成G0 例：G00 X75 Z200 G0 U-25 W-100 先是X和Z同时走25快速到A点，接着Z向再走75快速到B点。 G01—直线插补 格式：G01 X(U)__Z(W)__F__(mm/min) 说明：(1)该指令使刀具按照直线插补方式移动到指定位置。移动速度是由F 指令 进给速度。所有的坐标都可以联动运行。 (2)G01也可以写成G1 例：G01 X40 Z20 F150 两轴联动从A点到B点 G02—逆圆插补 格式1：G02 X(u)____Z(w)____I____K____F_____ 说明：（1）X、Z在G90时，圆弧终点坐标是相对编程零点的绝对坐标值。在G91时， 圆弧终点是相对圆弧起点的增量值。无论G90，G91时，I和K均是圆弧终点的坐标值。 I是X方向值、K是Z方向值。圆心坐标在圆弧插补时不得省略，除非用其他格式编程。 （2）G02指令编程时，可以直接编过象限圆，整圆等。
( 安全技术 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 2020新版案例分析挖掘机液压系统发热故障及预防措施 Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that people make mistakes
2020新版案例分析挖掘机液压系统发热故 障及预防措施 挖掘机液压系统发热是机械故障的一个普遍现象，我们必须要知道，这一现象会给挖掘机系统带来怎样的危害，其故障特征表现为那些。本文将以实例来分析讲解。 在施工现场，工程机械故障的事情是时有发生，比如：我们正操作挖掘机，发现其液压系统有发热现象，液压系统发热必须要及时处理，否则会给挖掘机整个系统带来危害，下面我们共同来了解一下挖掘机液压系统发热现象及其危害，并以实例来作以分析。 一、了解挖掘机液压系统发热现象及其危害： 液压系统发热是挖掘机较为普遍的一种故障现象，亦是分析处理较为复杂的软故障。小松PC200/400型挖掘机正常工况下，液压系统油温应在60oC以下，（油泵的温度较之高5-10oC），如果超出较
多，则称之为液压系统发热。其故障特征为：挖掘机冷车工作是，各种动作较正常，当机械工作约一小时后，随着液压油温升高，便出现挖掘机各执行机构无力及动作滞缓，特别是挖掘力不够，行走转向困难等。 液压系统出现发热现象如不能及时处理，就会对系统产生极为不利的影响： （1）油液粘度下降，泄漏增加，又使系统发热，形居恶性循环； （2）加速油液氧化，形成胶状物质，阻塞元件小孔，使液压元件失灵或卡死，无法工作； （3）使橡胶密封件，软管老化失效； （4）使油泵及液压阀件磨损加剧，甚至报废。 二、挖掘机液压系统发热的故障实例分析： 对此类故障，一般来说应首抚从液压系统外部的内部分析着手。内部原因主要是系统设计不合理造成的。如元件间匹配不合理，管路通道过细，弯头多，弯曲半径小，油箱容积不够等因素造成的。这类问题应在设计阶段予以充分考虑，否则将造成挖掘机液压系统
数控技术课大作业 专业: 学号： 学生： 指导教师： 完成日期：
数控系统的国内外发展及应用现状 目录 第1章序言 第2章数控系统的发展过程和趋势 2.１数控系统的发展过程 ２.2数控系统的发展趋势 第3章国外和国内数控系统功能介绍与应用分析 ３.1 国外数控系统功能介绍与应用分析 ３.1.1 西门子ＳIＮＵＭERIＫ 840D ３．1.２ＦANUC 数控系统６ ３.２国内数控系统功能介绍与应用分析 3.２.1 华中“世纪星”数控系统 ３.2.2 广州数控GSK２7全数字总线式高档数控系统 第４章国内外数控系统比较及差距分析 4.１国内外数控系统比较 4．1.1 西门子公司数控系统(ＳIEMENＳ)的产品特点 ４.1.２ FAＮＵＣ公司数控系统的产品特点 ４.2 我国数控系统与国外数控系统的差距 参考文献
第一章序言 数控即数字控制(Nｕｍeriｃal Conｔrol，ＮC)。数控技术是指用数字信号形成的控制程序对一台或多台机械设备进行控制的一门技术。 数控机床,简单的说，就是采用了数控技术的机床。即将机床的各种动作、工件的形状、尺寸以及机床的其他功能用一些数字代码表示,把这些数字代码通过信息载体输入给数控系统，数控系统经过译码、运算以及处理，发出相应的动作指令，自动地控制机床的刀具与工件的相对运动,从而加工出所需要的工件。 因此，数控机床就是一种具有数控系统的自动化机床。它是典型的机电一体化产品，是现代制造业的关键设备。 第二章数控系统的发展过程和趋势 ２．1数控系统的发展过程 1946年诞生了世界上第一台电子计算机,这表明人类创造了可增强和部分代替脑力劳动的工具。六年后，即在1９52年，计算机技术应用到了机床上。在美国诞生了第一台数控机床。从此,传统机床产生了质的变化。近半个世纪以来，数控系统经历了两个阶段和六代的发展。 1.数控(NC)阶段 (1952－1970年)早期计算机运算速度低，这对当时的科学计算和数据处理影响还不大,但不能适应机床实时控制的要求。人们不得不采用数字逻辑电路＂搭"成一台机床专用计算机作为数控系统,被称为硬件连接数控，简称为数控(NC）。随着元器件的发展,这个阶段历经了三代,即1９５2年第一代——电子管;1959年第二代——晶体管；1965年第三代——小规模集成电路。 ２．计算机数控 (CＮC）阶段(1９70——现在)到1970年,通用小型计算机业已出现并成批生产。其运算速度比五、六十年代有了大幅度的提高,这比专门"搭"成的专用计算机成本低、可靠性高。于是将它移植过来作为数控系统的核心部件，从此进入了计算机数控（CＮC)阶段（把计算机前面应有的"通用"两个字省略了)。到1971年美国lintel公司在世界上第一次将计算机的两个最核心的部件——运算器和控制器,采用大规模集成电路技术集成在一块芯片上，称之为微处器，又可称中央处理单元(简称CPＵ)。到19７４年微处理器被应用于数控系统。由于微处理器是通用计算机的核心部件,故仍称为仿计算机数控。到了19９0年,PC机(个人计算机,国内习惯称微机)的性能已发展到很高的阶段,可满足作为数控系统核心部件的要求，而且ＰＣ机生产批量很大，价格便宜，可靠性高。数控系统从此进入了基于ＰC的阶段。总之,计算机数控阶段也经历了三代。即1９７0年第四代——小型计算机;19７4年第五代——微处理器和１990年第六代——基于ＰC的阶段(国外称为PＣ-BAＳED)。必须指出，数控系统近五十年来经历了两个阶段六代的发展，只是发展到了第五代以后,才从根本上解决了可靠性低,价格极为昂贵,应用很不方便等极为关键的问题。因此，即使在工业发达国家,数控机床大规模地得到应用和普及，是在七十年代未八十年代初以后的事情,也即数控技术经过近三十年
常见的数控系统 常用的数控系统有发那科、西门子、三菱、广数、华中等数控系统。 发那科（FANUC）系统 FANUC系统是日本富士通公司的产品，通常其中文译名为发那科。FANUC系统进入中国市场有非常悠久的历史，有多种型号的产品在使用，使用较为广泛的产品有FANUC0、FANUC16、FANUC18、FANUC21等。在这些型号中，使用最为广泛的是FANUC0系列。 系统在设计中大量采用模块化结构。这种结构易于拆装、各个控制板高度集成，使可靠性有很大提高，而且便于维修、更换。FANUC系统设计了比较健全的自我保护电路。 PMC信号和PMC功能指令极为丰富，便于工具机厂商编制PMC控制程序，而且增加了编程的灵活性。系统提供串行RS232C接口，以太网接口，能够完成PC和机床之间的数据传输。 FANUC系统性能稳定，操作界面友好，系统各系列总体结构非常的类似，具有基本统一的操作界面。FANUC系统可以在较为宽泛的环境中使用，对于电压、温度等外界条件的要求不是特别高，因此适应性很强。 鉴于前述的特点，FANUC系统拥有广泛的客户。使用该系统的操作员队伍十分庞大，因此有必要了解该系统的一些软、硬件上的特点。 我们可以通过常见的FANUC0系列了解整个FANUC系统的特点。 ⑴刚性攻丝 主轴控制回路为位置闭环控制，主轴电机的旋转与攻丝轴（Z轴）进给完全同步，从而实现高速高精度攻丝。 ⑵复合加工循环 复合加工循环可用简单指令生成一系列的切削路径。比如定义了工件的最终轮廓，可以自动生成多次粗车的刀具路径，简化了车床编程。 ⑶圆柱插补 适用于切削圆柱上的槽，能够按照圆柱表面的展开图进行编程。 ⑷直接尺寸编程 可直接指定诸如直线的倾角、倒角值、转角半径值等尺寸，这些尺寸在零件图上指定，这样能简化部件加工程序的编程。 ⑸记忆型螺距误差补偿 可对丝杠螺距误差等机械系统中的误差进行补偿，补偿数据以参数的形式存储在CNC的存储器中。 ⑹CNC内装PMC编程功能 PMC对机床和外部设备进行程序控制 ⑺随机存储模块 MTB（机床厂）可在CNC上直接改变PMC程序和宏执行器程序。由于使用的是闪存芯片，故无需专用的RAM写入器或PMC的调试RAM。 西门子数控系统 西门子（SINUMERIK）数控系统是德国西门子公司的产品。西门子凭借在数控系统及驱动产品方面的专业思考与深厚积累，不断制造出机床产品的典范之作，为自动化应用提供了日趋完美的技术支持。SINUMERIK不仅意味着一系列数控产品，其力度在于生产一种适于各种控制领域不同控制需求的数控系统，其构成只需很少的部件。它具有高度的模块化、
常用数控编程代码以及解释 1、编程主代码功能 G代码功能通过编程并运行这些程序而使数控机床能够实 G00 定位（快速移动） G01 直线插补（进给速度） G02 顺时针圆弧插补各进给轴的运动，如直线圆弧插补、进给控制 G03 逆时针圆弧插补 G04 暂停，精确停止 G09 精确停止现的功能我们称之为可编程功能。一般可编程 G17 选择X Y平面 G18 选择Z X平面 G19 选择Y Z平面各进给轴的运动，如直线圆弧插补、进给控制G27 返回并检查参考点 G28 返回参考点 G29 从参考点返回现的功能我们称之为可编程功能。一般可编程G30 返回第二参考点 G40 取消刀具半径补偿 G41 左侧刀具半径补偿功能分为两类：一类用来实现刀具轨迹控制即 G42 右侧刀具半径补偿 G43 刀具长度补偿＋ G44 刀具长度补偿－现的功能我们称之为可编程功能。一般可编程 G49 取消刀具长度补偿 G52 设置局部坐标系 G53 选择机床坐标系通过编程并运行这些程序而使数控机床能够实 G54 选用1号工件坐标系 G55 选用2号工件坐标系 G56 选用3号工件坐标系各进给轴的运动，如直线圆弧插补、进给控制G57 选用4号工件坐标系 G58 选用5号工件坐标系 G59 选用6号工件坐标系现的功能我们称之为可编程功能。一般可编程G60 单一方向定位 G61 精确停止方式 G64 切削方式通过编程并运行这些程序而使数控机床能够实 G65 宏程序调用 G66 模态宏程序调用 G67 模态宏程序调用取消各进给轴的运动，如直线圆弧插补、进给控制G73 深孔钻削固定循环 G74 反螺纹攻丝固定循环 G76 精镗固定循环现的功能我们称之为可编程功能。一般可编程G80 取消固定循环 G81 钻削固定循环
数控车床编程实例二：直线插补指令G01数控编程 直线插补指令G01数控编程零件图样 %3305 N1 G92 X100 Z10（设立加工工件坐标系，定义对刀点的位置） N2 G00 X16 Z2 M03 （移到倒角延长线，Z轴2mm处） N3 G01 U10 W-5 F300 （倒3×45°角） N4 Z-48 （加工Φ26外圆） N5 U34 W-10（切第一段锥） N6 U20 Z-73 （切第二段锥） N7 X90 （退刀） N8 G00 X100 Z10 （回对刀点） N9 M05 （主轴停） 3×45° 58 48 73 10 N10 M30（主程序结束并复位） 数控车床编程实例三：圆弧插补G02/G03指令数控编程
圆弧插补指令编程零件图样 %3308 N1 G92 X40 Z5（设立工件坐标系，定义对刀点的位置） N2 M03 S400 （主轴以400r/min旋转） N3 G00 X0（到达工件中心） N4 G01 Z0 F60（工进接触工件毛坯） N5 G03 U24 W-24 R15 （加工R15圆弧段） N6 G02 X26 Z-31 R5 （加工R5圆弧段） N7 G01 Z-40 （加工Φ26外圆） N8 X40 Z5 （回对刀点） N9 M30（主轴停、主程序结束并复位） 数控车床编程实例四：倒角指令数控编程 倒角指令数控编程零件图样 %3310 N10 G92 X70 Z10（设立坐标系，定义对刀点的位置） N20 G00 U-70 W-10（从编程规划起点，移到工件前端面中心处）N30 G01 U26 C3 F100（倒3×45°直角） N40 W-22 R3（倒R3圆角） N50 U39 W-14 C3（倒边长为3等腰直角） N60 W-34（加工Φ65外圆） N70 G00 U5 W80（回到编程规划起点） N80 M30（主轴停、主程序结束并复位） 数控车床数控编程实例五：倒角指令数控编程二 倒角指令数控编程二图样
哈尔滨职业技术学院教案第页 教学目的： 1.了解硬件维修的基本方法和注意事项 2.了解数控系统软件的组成和诊断的方法 教学重点与难点： 重点：.数控系统软件、硬件的认识 难点：诊断思维的建立 教学方法与手段： 讲授法 教学内容与课时分配： 2.1数控系统的特点 1课时 2.2数控系统的自诊断 1课时 2.3数控系统的主要故障 1课时 2.4利用机床参数来诊断数控系统 1课时 2.5数控机床的启、停运动故障 1课时 2.6回参考点故障 1课时 教具： 多媒体 作业与思考： P18习题 教学后记：
哈尔滨职业技术学院教案第页 教学内容备注第2章数控系统的故障诊断及维护 2.1 数控系统的特点 随着电子技术的飞速发展，各种类型的数控产品都得到了多次的技术补充 和改进，使其系统已逐渐走向功能完善、性能稳定、高速、高精度和高效率。 从数控机床或者数控原理这门课程中知道CNC装置是数控系统的核心。数控机 床是由软件（存储的程序）来实现数字控制的。数控系统的特殊性主要由它的 核心装置——CNC装置来实现的。而CNC装置结构包括了软件与硬件结构。 在数控系统的数字电路中传递的信号：无论是工作指令信号、反馈信号， 还是控制指令信号，大多是数字信号，也是脉冲信号。从图2-1上CNC装置输 入与输出可以看出这一特点。实际上，在具有大规模数字电路的CNC装置中， 信号输入与输出接口装置上，及其信号连接与传递途径中，传送的多是电脉冲 信号，这种信号极易受电网或电磁场感应脉冲的干扰。 图2-1CNC装置的输入与输出信号 综上所述，CNC装置具有如下几个重要特点。 （1）数控装置具有丰富的系统控制功能。如：刀具寿命管理、极坐标插 补、圆弧插补、多边形加工、简易同步控制、C轴控制、串行和模拟主轴控制、 主轴刚性攻丝、多主轴控制功能、主轴同步控制功能、PLC图形显示、PLC梯 形图编辑功能（需要编程卡）等。 （2）具有软件结构与硬件结构 （3）工作与传递的信号为脉冲。 （4）具有自诊断功能。 2.2 数控系统的自诊断 现代数控机床由于采用了计算机技术，软件功能较强，配合相应的硬件， 具有较强的自诊断能力。自诊断功能按诊断的时间因素一般分为启动诊断、在 线诊断和离线诊断。
YF-ED-J3481 可按资料类型定义编号 液压式履带挖掘机液压系统故障分析实用版 In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment. （示范文稿） 二零XX年XX月XX日
液压式履带挖掘机液压系统故障 分析实用版 提示：该解决方案文档适合使用于从目的、要求、方式、方法、进度等都部署具体、周密，并有很强可操作性的计划，在进行中紧扣进度，实现最大程度完成与接近最初目标。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。 结合多年的实践经验，笔者对液压式履带 挖掘机液压系统常见故障进行了分析，主要包 括有液压油温度过高、液压油管爆裂和油管接 头漏油、行走跑偏、整机无动作、整机动作无 力等故障，并给出了排除方法，可供相关专业 技术人员参考。 当前国内大部分的挖掘机都是液压式履 带类型，采用的是液压先导式控制系统。虽然 液压挖掘机生产厂家不同，但是其液压系统却 基本差不多，都是由先导液压系统和主液压系
统两大部分构成。如果回转和行走采用液压马达驱动，工作装置通过油缸执行其动作，这类挖掘机就是全液压挖掘机。全液压挖掘机的液压系统是一个有机的整体，无论哪个元件出了故障，都会影响其正常工作。现以山河智能液压式履带挖掘机为例，分析液压系统常见故障原因及排除方法。 液压油温度过高 当液压油温度过高时，就必须考虑是否出现以下状况。 1.1.发动机皮带松动 这种情况下，挖掘机显示器会显示充电故障及高温。在熄火状态下用手去按动皮带，感受发动机皮带的松紧程度。由于皮带长期处于高速运动中，会逐渐老化，发动机启动
挖掘机液压系统发热的故障分 析(新版) Security technology is an industry that uses security technology to provide security services to society. Systematic design, service and management. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0857
挖掘机液压系统发热的故障分析(新版) 1液压系统的发热现象及其危害 液压系统发热是挖掘朵较为普遍的一各种故障现象，亦是分析处理较为复杂的一咱软故障。小松PC200/400型挖掘机正常工况下，液压系统油温应在60oC以下，(油泵的温度较之高5-10oC)，如果超出较多，则称之为液压系统发热。其故障特征为：挖掘机冷车工作是，各种动作较正常，当机械工作约一小时后，随着液压油温升高，便出现挖掘机各执行机构无力及动作滞缓，特别是挖掘力不够，行走转向困难等。 液压系统出现发热现象如不能及时处理，就会对系统产生极为不利的影响： (1)油液粘度下降，泄漏增加，又使系统发热，形居恶性循环； (2)加速油液氧化，形成胶状物质，阻塞元件小孔，使液压元件
失灵或卡死，无法工作； (3)使橡胶密封件，软管老化失效； (4)使油泵及液压阀件磨损加剧，甚至报废。 2挖掘机液压系统发热的故障实例分析 对此类故障，一般来说应首抚从液压系统外部的内部分析着手。内部原因主要是系统设计不合理造成的。如元件间匹配不合理，管路通道过细，弯头多，弯曲半径小，油箱容积不够等因素造成的。这类问题应在设计阶段予以充分考虑，否则将造成挖掘机液压系统先天不足，制成产品后就难以克服。 2.1外部原因引起的液压系统发热 如小松PC200-5型挖掘机液压泵的发动机是通过减震箱内的减震阻尼器来连接的。在处理一台挖掘机液压系统发热故障时，发现其减震箱内油位大大超过观察油平面螺丝处(一般约为1.5L)，而这些过多的油液在伴随减震阻尼器转动过程中，产生大量的热量并传递到液压泵，导致系统发热。 此时，将减震箱油液泄放至标准油位后，故障便可消除。造成
常用数控系统G代码总汇 FANUC车床G代码 FANUC铣床G代码 FANUC M指令代码 SIEMENS铣床G代码 SIEMENS802S/CM 固定循环 固定循环 SIEMENS车床G 代码 SIEMENS 801、802S/CT、802SeT固定 循环 SIEMENS 802D、810D/840D固定循环 HNC车床G代码 HNC铣床G代码HNC M指令 KND100铣床G代码KND100车床G代码KND100 M指令 GSK980车床G代码GSK980T M指令 GSK928 TC/TEG代码GSK928 TC/TEM指令GSK990MG代码GSK990MM指令GSK928MAG代码 GSK928MAM指令 三菱E60铣床G代码
DASEN 3I铣床G代码 DASEN 3I车床G代码 xx车床G代码 xxM指令 xx铣床G代码 xxM指令 xx32T G代码 仁和32T M指令SKY 2003N M G代码SKY 2003N M M指令FANUC车床G代码解释 G00定位(快速移动)G01直线切削 G02顺时针切圆弧(CW，顺时钟) G03逆时针切圆弧(CCW，逆时钟) G04暂停(Dwell)G09停于精确的位置G20英制输入 G21公制输入 G22内部行程限位有效G23内部行程限位无效G27检查参考点返回 G28参考点返回 G29从参考点返回 G30回到第二参考点 G32切螺纹 G40取消刀尖半径偏置 G41刀尖半径偏置(左侧)
G42刀尖半径偏置(右侧) G50修改工件坐标；设置主轴最大的 RPM G52设置局部坐标系 G53选择机床坐标系 G70精加工循环 G71内外径粗切循环 G72台阶粗切循环 G73成形重复循环 G74 Z 向步进钻削 G75 X xx G76切螺纹循环 G80取消固定循环 G83钻孔循环 G84攻丝循环G85正面镗孔循环G87侧面钻孔循环G88侧面攻丝循环G89侧面镗孔循环G90 (内外直径)切削循环G92切螺纹循环 G94 (台阶)切削循环G96恒线速度控制G97恒线速度控制取消G98每分钟进给率G99每转进给率 支持宏程序编程 FANUC铣床G代码解释 G00顶位(快速移动)定位(快速移动)
数控系统软件的测试与故障诊断 王轶辰北京航空航天大学工程系统工程系 摘要介绍了如何有效和快速地对设备中软件故障进行诊断。从嵌入式软件的特点入手，利用系统软件测试平台来进行软件测试与故障诊断，并以实例加以进一步说明，最后得出这种方法具有一般性的结论。 自从上个世纪80年代数控装置广泛采用32位CPU组成多微处理器系统以来，计算机软件在数控设备中的地位逐渐变得重要起来。90年代以后，随着计算机技术的飞速发展，利用PC机丰富的软件及硬件资源开发出来的开放式体系结构的数控系统中的软件，对于智能化和网络化的支持更加强大，软件的规模和功能进一步的增强了。数控设备已经成为一种硬件与软件高度集成化的综合性系统。 一、数控系统中软件的特点 数控系统中的软件大多数都是嵌入式软件，与硬件有着紧密关系并且运行在特定的硬件环境中。其最大的特点就是与硬件环境有着密不可分的关系，整个数控系统的性能、智能化水平的高低以及可靠性的优劣等都是由硬件环境和软件共同决定的。但当前技术条件下，软件的可靠性比硬件的可靠性要低一个数量级。据资料统计，嵌入式系统的运行失效中有75％是由其中的软件失效所引起的。事实上软件失效所导致的系统故障已经成为数控设备故障诊断中一个不容忽视的问题了。 二、数控系统中软件的测试与诊断方法 与硬件相比软件失效主要有以下两个特点：(1)软件失效不会随时间而发生变化。硬件的有很大一部分是由于设备的磨损和材料的老化所致，而在软件中则不存在这样的问题。一旦软件运行正确，它是不会随着时间的推移而退化的。(2)软件的失效多数是由程序代码中的固有错误所导致，而对于嵌入式软件来说，软硬件之间的接口错误也是导致失效的一个重要因素。 因为失效机理的不同，软件的诊断方法与硬件通常所使用的故障诊断方法也不尽相同。从保证设备可靠性的角度来看，硬件设备在出厂之前要做一系列的可靠性试验，目的就是要把设计和加工过程中产生的问题提前暴露出来，而到了用户使用阶段，工作的重点就是对设备的运行状态进行监测，对出现的故障进行诊断和维修。而软件则在于出厂前和使用初期对其进行的测试，尤其是对软件与硬件集成之后所进行的系统测试。即系统测试是发现嵌入式系统中软件问题的最行之有效的方法之一。 在软件测试的理论中，系统测试属于一种动态黑盒测试，即测试人员不必深入软件代码的细节，只需通过控制软件的输入条件驱动被测软件的真正运行。简单的说，动态黑盒测试就是要尽量模拟出被测系统的真实使用情况，并通过对被测系统的实际操作来达到发现故障的目的。根据系统测试原理，实验室自主设计开发出一种具有一定通用性的嵌入式软件系统测试环境，并在此基础上总结出一套有效的系统测试方法。下面结合一个具体测试实例对系统测试环境以及测试方法进行介绍。 三、数控系统中的软件系统测试 1．系统测试环境 对一个数控设备中的嵌入式软件进行系统测试的第一步就是要搭建系统测试的环境。系统测试环境的作用就是能够让软件在真实的硬件环境下运行，而且还能够让测试人员把测试用例施加到被测软件中，并且可以收集到测试的结果数据。系统测试环境是一个由硬