【文章內(nèi)容簡介】 前兩類一般用作外存儲器，其特點(diǎn)是容量大，價格低。 第二節(jié) CNC裝置的硬件體系結(jié)構(gòu) 第十一章 計算機(jī)數(shù)控裝置(CNC) 現(xiàn)代裝備及控制 上午 10時 6分 48 ? 電子存儲器件一般用作內(nèi)存儲器，其價格高于前兩類。若按其讀寫性能來看，它又可分為三類 ? 只讀存儲元件（ ROM、 PROM、 EPROM） ? 易失性隨機(jī)讀寫存儲元件（ RAM）。 ? 非易失性讀寫存儲元件。這類器件有： E2PROM； FLASH； FERAM； 帶后備電池的 RAM 。 第二節(jié) CNC裝置的硬件體系結(jié)構(gòu) 第十一章 計算機(jī)數(shù)控裝置(CNC) 現(xiàn)代裝備及控制 上午 10時 6分 49 ? 在 CNC裝置中，常采用電子存儲器件作為外存儲器，主要是考慮到 CNC裝置的工作環(huán)境有可能受到電磁干擾，磁性器件的可靠性低，而電子存儲器件的抗電磁干擾能力相對來講要強(qiáng)一些。 ? 因電子器件組成的存儲單元是按磁盤的管理方式進(jìn)行的，故稱其為 電子盤 : DOC(Disk on chip), DOM(Disk on ModuleIDE), CF(Compact Flash),USB盤 等 ? 電子盤的規(guī)格有： 8MB、 16MB、 32MB、 64MB, 128MB等。 ? 微型硬盤－－ 1英寸，容量 , 第二節(jié) CNC裝置的硬件體系結(jié)構(gòu) 第十一章 計算機(jī)數(shù)控裝置(CNC) 現(xiàn)代裝備及控制 上午 10時 6分 50 5. PMC(Programmable Machine Controller)模塊 ? PLC模塊 ： CNC裝置實現(xiàn) （ 開關(guān)量 I/O)順序控制的模塊 。 ? PLC模塊的作用 ：接收來自操作面板 、 機(jī)床上的各行程開關(guān) 、 傳感器 、 按鈕 、 強(qiáng)電柜里的繼電器以及主軸控制 、 刀庫控制的有關(guān)信號 ， 經(jīng)處理后輸出去控制相應(yīng)器件的運(yùn)行 。 第二節(jié) CNC裝置的硬件體系結(jié)構(gòu) 第十一章 計算機(jī)數(shù)控裝置(CNC) 現(xiàn)代裝備及控制 上午 10時 6分 51 ? CNC裝置與被控設(shè)備交換的信息有三類： ? 開關(guān)信號； ? 模擬信號； ? 脈沖信號。 上述信號一般不能直接與 CNC裝置相聯(lián)，需要一個接口對這些信號進(jìn)行變換處理。 第二節(jié) CNC裝置的硬件體系結(jié)構(gòu) 第十一章 計算機(jī)數(shù)控裝置(CNC) 現(xiàn)代裝備及控制 上午 10時 6分 52 ? PMC模塊變換處理其目的 ： ? 滿足 CNC系統(tǒng)的輸入輸出要求。信號轉(zhuǎn)換主要包括以下幾個方面： ? 電平轉(zhuǎn)換； ? A/D、 D/A轉(zhuǎn)換； ? 數(shù)字量與脈沖量相互轉(zhuǎn)換； ? 功率匹配； ? 阻斷外部的干擾信號進(jìn)入計算機(jī)，在電氣上將CNC裝置與外部信號進(jìn)行隔離，以提高 CNC裝置運(yùn)行的可靠性。 第二節(jié) CNC裝置的硬件體系結(jié)構(gòu) 第十一章 計算機(jī)數(shù)控裝置(CNC) 現(xiàn)代裝備及控制 上午 10時 6分 53 ? PMC模塊實現(xiàn)方式有以下幾種： ? 簡單 I/O接口板： 系 統(tǒng) 總 線 數(shù) 字 接 口 光電隔離器件 A/D D/A 轉(zhuǎn)換 調(diào)理電路 功率放大 傳 感 元 件 功 率 放 大 光電隔離器件 計 數(shù) 器 計數(shù)脈沖 濾波、倍頻 整形 PMC模塊硬件邏輯框圖 開關(guān)量轉(zhuǎn)換 脈沖量轉(zhuǎn)換 模擬量轉(zhuǎn)換 第二節(jié) CNC裝置的硬件體系結(jié)構(gòu) 第十一章 計算機(jī)數(shù)控裝置(CNC) 現(xiàn)代裝備及控制 上午 10時 6分 54 ? PLC（ Programmable Logic Controller） 控制：它是目前 CNC系統(tǒng)用得最廣泛的方式 。 電 源 模 塊 通信功能 人 機(jī) 接 口 編程調(diào)試和試驗功能 至傳感器和執(zhí)行器的接口功能 應(yīng)用程序的執(zhí)行 操作系統(tǒng)功能 應(yīng)用程序存儲 數(shù) 據(jù) 存 儲 信號處理功能 操作者 應(yīng)用程序 設(shè)計人員 機(jī)器 /過程 PLC系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 外部供電 外部設(shè)備 第二節(jié) CNC裝置的硬件體系結(jié)構(gòu) 第十一章 計算機(jī)數(shù)控裝置(CNC) 現(xiàn)代裝備及控制 上午 10時 6分 55 CNC機(jī)床用的 PLC一般分為兩類： ? 內(nèi)裝型 （ Builtin Type） PLC（ 或稱集成式、內(nèi)含式）。 ? 獨(dú)立型 （ Standalone Type） PLC ， 或稱為 “ 通用型 ” PLC ? 軟件化 PLC –IEC611313 Isagraph 第二節(jié) CNC裝置的硬件體系結(jié)構(gòu) 第十一章 計算機(jī)數(shù)控裝置(CNC) 現(xiàn)代裝備及控制 上午 10時 6分 56 6. 位置控制模塊 ? 位置控制模塊是進(jìn)給伺服系統(tǒng)的重要組成部分 ，是實現(xiàn)軌跡控制時 ， CNC裝置與伺服驅(qū)動系統(tǒng)連接的接口模塊 。 第二節(jié) CNC裝置的硬件體系結(jié)構(gòu) 第十一章 計算機(jī)數(shù)控裝置(CNC) 現(xiàn)代裝備及控制 上午 10時 6分 57 ? 常用的位置控制模塊有： ? 開環(huán)位置控制模塊： CNC裝置與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電源的接口； ? 閉環(huán)（含半閉環(huán)）位置控制模塊： CNC裝置與直流、交流伺服驅(qū)動裝置的接口。 第二節(jié) CNC裝置的硬件體系結(jié)構(gòu) 第十一章 計算機(jī)數(shù)控裝置(CNC) 現(xiàn)代裝備及控制 上午 10時 6分 58 7. 功能接口模塊 ? 實現(xiàn)用戶特定功能要求的接口板 ， ? 實例： ? 仿形控制器接口； ? 激光加工焦點(diǎn)自動跟蹤器接口； ? 刀具監(jiān)控系統(tǒng)中的信號采集器接口板 。 第二節(jié) CNC裝置的硬件體系結(jié)構(gòu) 第十一章 計算機(jī)數(shù)控裝置(CNC) 現(xiàn)代裝備及控制 上午 10時 6分 59 三 . 華中 Ⅰ 型數(shù)控系統(tǒng) (硬件 )簡介 華中 Ⅰ 型數(shù)控系統(tǒng)是我國為數(shù)不多具有自主版權(quán)的高性能數(shù)控系統(tǒng)之一 。 它以通用的工業(yè) PC機(jī)（ IPC） 和 DOS操作系統(tǒng)為基礎(chǔ) ， 采用開放式的體系結(jié)構(gòu) ， 從而使華中 Ⅰ 型數(shù)控系統(tǒng)的可靠性和質(zhì)量得到了保證 。 它適合多坐標(biāo) (25)數(shù)控鏜銑床和加工中心 ， 在增加相應(yīng)的軟件模塊后 ， 也可適應(yīng)于其它類型的數(shù)控機(jī)床 (數(shù)控磨床 、 車床 、 齒輪加工機(jī)床等 )以及特種加工機(jī)床 （ 激光加工機(jī) 、 線切割機(jī)等 ） 。 第二節(jié) CNC裝置的硬件體系結(jié)構(gòu) 第十一章 計算機(jī)數(shù)控裝置(CNC) 現(xiàn)代裝備及控制 上午 10時 6分 60 ALLINONE CPU卡 顯 示 卡 位置控制板 n 位置控制板 1 電 子 盤 速度控制單元 1 速度控制單元 n 無 源 母 板（系 統(tǒng) 總 線 BUS) 標(biāo)準(zhǔn) PC計算機(jī) CNC裝置 光隔 I/O板 機(jī)床開關(guān)量 I/O 按鈕站、狀態(tài)燈 NC鍵盤 CNC系統(tǒng) 多功能板 主軸控制模板 主軸編碼器 手搖脈沖發(fā)生器 定制功能接口 網(wǎng)絡(luò)卡 COM2串口 … … … 圖 7 華中 Ⅰ 型數(shù)控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖 采用模擬式交流/直流伺服單元 第二節(jié) CNC裝置的硬件體系結(jié)構(gòu) 第十一章 計算機(jī)數(shù)控裝置(CNC) 現(xiàn)代裝備及控制 上午 10時 6分 61 ALLINONE CPU卡 顯 示 卡 電 子 盤 數(shù)字交流伺服單元 1 數(shù)字交流伺服單元 4 無 源 母 板（系 統(tǒng) 總 線 BUS) 標(biāo)準(zhǔn) PC計算機(jī) CNC裝置 光隔 I/O板 機(jī)床開關(guān)量 I/O 按鈕站、狀態(tài)燈 NC鍵盤 CNC系統(tǒng) 多功能板 主軸控制?？? 主軸編碼器 手搖脈沖發(fā)生器 定制功能接口 網(wǎng)絡(luò)卡 COM2串口 … … 圖 7 華中 Ⅰ 型數(shù)控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖 四串口通信板 第二節(jié) CNC裝置的硬件體系結(jié)構(gòu) 采用數(shù)字式交流伺服單元 第十一章 計算機(jī)數(shù)控裝置(CNC) 現(xiàn)代裝備及控制 上午 10時 6分 62 打印機(jī)接口 計算機(jī)主板 顯 示 卡 多功能板 步進(jìn)電機(jī)單元 1 步進(jìn)電機(jī)單元 8 系 統(tǒng) 總 線 （BUS) 標(biāo)準(zhǔn) PC計算機(jī) 機(jī)床開關(guān)量 I/O 操作面板 主軸編碼器 手搖脈沖發(fā)生器控制面板 定制功能接口 網(wǎng)絡(luò)卡 … … 多功能NC接口板 光隔I/O接口 軟 /硬盤 驅(qū)動器 控制柜 圖 8 華中 Ⅰ 型教學(xué)數(shù)控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖 教學(xué)型(經(jīng)濟(jì)型)數(shù)控系統(tǒng) 第二節(jié) CNC裝置的硬件體系結(jié)構(gòu) 第十一章 計算機(jī)數(shù)控裝置(CNC) 現(xiàn)代裝備及控制 上午 10時 6分 數(shù)字控制機(jī)床 63 設(shè)備層現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖 第十一章 計算機(jī)數(shù)控裝置(CNC) 現(xiàn)代裝備及控制 上午 10時 6分 64 四 . 多主結(jié)構(gòu)的 CNC系統(tǒng)硬件簡介 多主 CPU結(jié)構(gòu)中 ， 有兩個或兩個以上的 CPU部件 ， 部件之間采用緊耦合 ， 有集中的操作系統(tǒng) ， 通過總線仲裁器(由硬件和軟件組成 )來解決總線爭用問題 ， 通過公共存儲器來進(jìn)行信息交換 。 第二節(jié) CNC裝置的硬件體系結(jié)構(gòu) 第十一章 計算機(jī)數(shù)控裝置(CNC) 現(xiàn)代裝備及控制 上午 10時 6分 65 多主結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)： ? 能實現(xiàn)真正意義上的并行處理，處理速度快，可以實現(xiàn)較復(fù)雜的系統(tǒng)功能。 ? 容錯能力強(qiáng)，在某模塊出了故障后，通過系統(tǒng)重組仍可繼續(xù)工作 多主結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式 ： ? 共享總線結(jié)構(gòu)型 ? 共享存儲器結(jié)構(gòu)型。 第二節(jié) CNC裝置的硬件體系結(jié)構(gòu) 第十一章 計算機(jī)數(shù)控裝置(CNC) 現(xiàn)代裝備及控制 上午 10時 6分 66 ?共享總線結(jié)構(gòu)： FANUC BUS 操作面板 圖形顯示 模塊 (CPU) 通訊模塊 (CPU) 自動編程模塊 (CPU) 主存儲 器模塊 插補(bǔ)模塊 (CPU) PLC模塊 (CPU) 位置控制模塊 (CPU) 主軸控制 模塊 CRT/MDI I/O單元 伺服驅(qū)動單元 主軸單元 圖 313 FANUC 15系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) 第二節(jié) CNC裝置的硬件體系結(jié)構(gòu) 第十一章 計算機(jī)數(shù)控裝置(CNC) 現(xiàn)代裝備及控制 上午 10時 6分 67 結(jié)構(gòu)特征： ? 功能模塊分為帶有 CPU或 DMA（ Direct Memory A