数控系统与驱动系统(讲稿)要点.ppt

* 07/16/96 * ## 由于CNC装置中的计算机具有较强的计算能力，因此，使其实现复杂的数控功能成为可能。如： * 07/16/96 * ## 概述 CNC装置从它的硬件组成结构来看，若按其中含有CPU的多少来分，可分为单机系统和多机系统： )单机系统是指整个CNC装置只有一个CPU，它集中控制和管理整个系统资源，通过分时处理的方式来实现各种NC功能。其优点在于投资小，结构简单，易于实现。但系统功能受到CPU字长、数据宽度、寻址能力和运算速度等因素的限制。现在这种结构已被多机系统的主从结构所取代。 * 07/16/96 * ## 早期的软线数控系统都是单机系统，到了80年代中期，市场上已有多机系统的产品了，其中绝大部分是主从结构的系统。目前多主结构和分布结构的系统由于结构较复杂，操作系统的设计较困难，加之能满足数控加工的大多数要求，故这两种结构的CNC系统较少。 从硬件的体系结构来看，单机结构与主从结构极其相似，因为主从结构从CPU模块与单机结构中相应模块在功能上是等价的，只是从模块的能力更强而已，因此，在本章也称单机结构与主从结构为单主结构的系统。 * 07/16/96 * ## .计算机主板和系统总线(母板) 计算机主板是CNC装置的核心，由于目前CNC系统普遍采用了基于PC机的系统体系结构，即CNC系统的计算机系统在功能上完全与标准的PC机一样，各硬件模块也均与PC机总线标准兼容。其目的是利用PC机丰富的软件和硬件OEM资源。提高系统的适应性，开放性，降低价格，缩短新产品的开发周期。CNC装置的计算机系统与普通的商用PC机在结构上略有不同，从系统的可靠性出发，它的主板与（母板）是分离的，即系统总线是一单独的无源母板，主板则做成插卡形式，且集成度更高，即所谓的ALL-IN-ONE主板。这种主板主要包括以下的功能结构： CPU芯片及其外围芯片； 内存单元、cache及其外围芯片； 通讯接口(串口，并口，键盘接口)。 软、硬驱动器接口 各功能结构的组成原理与普通微型计算机的原理完全一样，这里不再赘述。 计算机主板的主要作用是：对输入到CNC装置中的种种数据、信息(零件加工程序，各种I/O信息等)进行相应的算术和逻辑运算。并根据其处理结果，向其它功能模块发出控制命令，传送数据，使用户的指令得以执行。 系统总线(母板)是由一组传送数字信息的物理导线组成的，它是计算机系统内部(CNC装置内部)进行数据或信息交换的通道，从功能上来讲，它可分三组： 数据总线：它是各模块间数据交换的通道，线的根数与数据宽度相等，它是双向总线； 地址总线：它是传送数据存放地址的总线，与数据总线结合，可以确定数据总线上的数据的来源地或目的地，它是单向总线。 控制总线：它是一组传送管理或控制信号的总线(如数据的读、写、控制，中断、复、I/O读写及各种确认信号等)，它是单向总线。 一般作为工业用PC机的总线母板是独立的无源四层印刷电路板，即该板的两面为信号线走线面，而在中间为为电源和地线，它的可靠性高于两层板。其规格有6槽、8槽、12槽、14槽等，用户可根据CNC装置功能板的多少进行选择。计算机主板和无源母板的外观如图3-6、3-7所示。 * 07/16/96 * ## .显示模块(显示卡) 显示卡是一个通用性很强的模块。现在市场上出售的有：VGA卡，0.28卡，0.29卡，早期的有：CGA，EGA等。 在CNC装置中，CRT显示是一个非常重要的功能，它是人机交流的重要媒介，它给用户提供了一个直观的操作环境，可使用户能快速地熟悉适应其操作过程。 显示卡的主要作用是：接收来自CPU的控制命令和显示用的数据，经与CRT的扫描信号调制后，产生CRT显示器所需要的视频信号，由CRT中的电子枪对屏幕进行扫描，从而产生所需要的画面。 显示卡这种硬件不仅随时可以在市场上买到，而且它还有非常丰富的支持软件，因此无需用户自己开发。 * 07/16/96 * ## CNC系统对设备的控制分为两类：一类是对各坐标轴的速度和位置的“轨迹控制” ；另一类是对设备动作的“顺序控制” 。对数控机床而言，“顺序控制”是指在数控机床运行过程中，以CNC内部和机床各行程开关、传感器、按钮、继电器等开关量信号状态为条件，并按预先规定的逻辑顺序对诸如主轴的起停、换向，刀具的更换，工件的夹紧、松开，液压、冷却、润滑系统的运行等进行的控制。 * 07/16/96 * ## 一类是CNC系统的生产厂家为实现数控机床的顺序控制，而将CNC和PLC综合起来设计，称为内装型（Built-in Type）PLC（或称集成式、内含式）。内装型PLC是CNC装置的一部分，它与CNC中CPU的信息交换是在CNC内部进行的。这种类型的PLC一般不能独立工作，它是CN