第三章数控技术.pptVIP

1 开放式数控系统的需求 智能化（操作、编程等） 数据共享（CAD/CAE/CAPP/CAM） 可扩展(功能扩展、平台扩展、重构) 1. 输入接口电路设计 输入接口电路 输入接口电路 机械开关的防抖与滤波 光耦的响应延时 高速光耦 外部开关的选择 2 输出接口电路设计 类型： 1 继电器输出 控制电流一般2A；直流30V、交流220V；有触点类型，响应延时约10ms,触点寿命约100万次（与电流有关） 2 晶体管输出 用于直流控制回路，有源型和漏型之分；相应速度快，一般1ms；有发热现象，允许电流不大，一般0.5A 3 固态继电器（SSR）输出 有直流、交流之分；无触点；相应速度较快；有漏电流； 以太网数据帧格式 冗余功能: 防止网络断线 全球40多个驱动产品制造商发布了具有EtherCAT接口的驱动器全球850个EtherCAT会员单位 EtherCAT 灵活的拓补结构 冗余功能: 防止网络断线 SERCOS(serial real time communication specification,串行实时通信协议)是一种用于数字伺服和传动系统的现场总线接口和数据交换协议，能够实现工业控制计算机与数字伺服系统、传感器和可编程控制器I/O口之间的实时数据通讯。1995年，SERCOS接口协议被批准为IEC1491 SYSTEM-Interface国际标准。在各种数控机械设备中获得了广泛的应用。 2、 SERCOS SERCOS I 光纤接口 环型网络 2/4 Mbit/s 1999 SERCOS II 光纤接口 环型网络 2/4/8/16 Mbit/s 2005 SERCOS III 以太网接口 环型/线型 100 Mbit/s （光纤/双绞线） 3.4.3 高速伺服总线接口 CNC - SERCOS Drive 的连接 3.4.3 高速伺服总线接口 SERCOS 的报文序列 3.4.3 高速伺服总线接口 Master Sync Telegram Master Data Telegram Axis (Drive) Telegram SERCOS-III 的拓扑结构 无硬件冗余 有硬件冗余 3.4.3 高速伺服总线接口 Slave M-1 RX TX RX TX Slave 1 RX TX RX TX Slave N RX TX RX TX Slave M+1 RX TX RX TX J J J J ... ... Master MAC 1 MAC 2 RX TX RX TX TX Unit TX RX Unit RX 只需要两个以太网口，无需其他特殊硬件 3.4.3 高速伺服总线接口 3.4.3 高速伺服总线接口 双环SERCOS-III 网络的报文传输时序 开关形式：常开、常闭 设计思路：当外部线路故障时，系统的安全性 限位开关、急停、停止、安全保护开关等应选择常闭开关。虽然这些开关非常重要，但仍属于低速信号，尽量不要让它们占用系统的中断资源!!! 启动按钮等通常选择常开开关 3.4.1 机床I/O接口 3.4.1 机床I/O接口 输出锁存电路 CPLD/FPGA 74374 Swr0 Swr1 Q0[0..7] Q1[0..7] D Q clk D Q clk 译码 电路 D A WR RD CPU 总 线 3.4.1 机床I/O接口 a) 光耦输出 3.4.1 机床I/O接口 驱动与隔离 尽量避免5V大电流直接驱动，尽量采样光耦隔离。 Vcc +24V 0V 负载 锁存器 特点： 响应速度快，抗干扰性好，简单，便宜。 可用于驱动小功率负载如：指示灯、伺服电机的控制信号、小型继电器等。 b) 继电器输出驱动电路 3.4.1 机床I/O接口 特点：有触点类型，隔离性能好，触点允许电流较大，交直流都适用。 可用于驱动较大功率负载，如：接触器、电磁阀、灯泡等。 Vcc +24V 0V 锁存器 ~220V Vcc +24V 0V 锁存器 c) SSR输出电路 3.4.1 机床I/O接口 固态继电器内部有光耦隔离，通过输入信号电流控制输出，电流范围一般为：0.5 -20mA(因厂家而异)。