第四章 计算机数字控制装置.ppt
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1、主要内容: 概述 计算机数字控制装置的硬件结构 计算机数字控制装置的软件结构 数控机床的可编程控制器,第四章 计算机数字控制装置,4.1 概述,一、CNC系统简介 CNC(Computer Numerical Control )系统,是一种 用计算机通过执行其存储器内的程序来实现数控功能, 并配有接口电路和伺服驱动装置的专用计算机系统。 控制过程:根据输入的信息进行数控处理、插补运 算,获得理想的运动轨迹信息,然后输出到执行部件, 加工出所需要的工件。 核心:CNC装置,4.1 概述,二、CNC装置的组成,主要内容,4.2 计算机数字控制装置的硬件结构,CNC装置系统硬件组成,4.2 计算机数
2、字控制装置的硬件结构,4.2.1 单微处理器结构 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。 组成:计算机部分-CPU、总线、存储器 位置控制部分-位置控制、速度控制 I/O接口与外围设备 PLC,4.2 计算机数字控制装置的硬件结构,单微处理机数控装置的结构图,CPU,RS232接口,CRT/MDI接口,ROM,RAM,PLC接口,位控 单元,位控 单元,位控 单元,主轴 单元,D/A,D/A,D/A,D/A,速度 单元,速度 单元,速度 单元,速度 单元,M,M,M,M,M、S、T 功能,4.2 计算机数字控制装置的硬件结构,4.2
3、.2 多微处理器结构 CNC装置中有两个或两个以上的CPU,即系统中的某些功能模块 自身也带有CPU,根据部件间的相互关系又可将其分为: 主从结构:主CPU对系统资源有控制或使用权 多主结构:有两个或两个以上带CPU的功能部件对系统资源有控制或使用权。 分布式结构:有两个或两个以上带CPU的功能模块,各模块有自己独立的运行环境,模块间采用松耦合,且采用通讯方式交换信息。,4.2 计算机数字控制装置的硬件结构,1)特点: 能实现真正意义上的并行处理,处理速度快,可以 实现较复杂的系统功能。 容错能力强,在某模块出了故障后,通过系统重组仍 可以继续工作。 2)结构形式: 共享总线结构型 共享存储器
4、结构型 3)共享总线结构:,4.2 计算机数字控制装置的硬件结构,共享总线结构,FANUC BUS,操作面板 图形显示 模块(CPU),CNC管理 模块 (CPU),自动编程模块 (CPU),主存储 器模块,插补模块 (CPU),PLC模块 (CPU),位置控制模块 (CPU),主轴控 制模块,CRT/MDI,I/O单元,伺服驱动单元,主轴单元,FANUC 15系统硬件结构,4.2 计算机数字控制装置的硬件结构,结构特征: 功能模块分为带有CPU的主模块和从模块(RAM/ROM,I/O模块等); 以系统总线为中心,所有的主、从模块都插在严格定义的标准系统总线上; 采用总线仲裁机构(电路)来裁定
5、多个模块同时请求使用系统总线的竞争问题。 优点:结构简单、系统组配灵活、成本较低、 可靠性高。 缺点:总线是系统的“瓶颈”,一旦系统总线出现故障将 使整个系统受到影响由于使用总线要经仲裁,使信息传 输率降低。,4.2 计算机数字控制装置的硬件结构,4)共享存储器结构 采用多端口存储器来实现各微处理器间的连接与信息交换,CNC管理模块(CPU),存储器 ( RAM ),I/O控制模块(CPU),输出至机床的控制信号,操作面板显示 模块,位置控制模块 (CPU),主轴控制模块 (CPU),来自机床的控制信号,4.2 计算机数字控制装置的硬件结构,显示CPU,键盘,中央CPU,插补CPU,串口和收发
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