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单处理机数控系统CNC硬件结构

时间:2011-04-17 07:24:27 来源:未知
处理器结构CNC装置一般是专用型的,其硬件由系统制造厂家专门设计、制造,不具备通用性。这种结构中,只有一个微处理器,以集中控制、分时处理系统的和个任务。某些CNC装置虽然有两个以上的微处理器,但其中只有一个微处理器能够控制系统总线,占有总线资源,而其它微处理器只作为专用控制部件,不能控制系统总路线,不能访问主存储器,它们组成主从结构。如图2.2所示为单微处理器结构框图。 (1) 微处理器(CPU)和总线 CPU是CNC装置的核心,完成控制和运算两方面的任务。目前,CNC装置中常用的有8位、16位、32位和64位的CPU。 总线是由赋予一定信号意义的物理导线构成,按信号的物理意义,可分为数据总线、地址总线、控制总路线三组。数据总路线为各部件之间传送数据,数据总路线的位数和传送的数据相等,采用双方向线。地址总路线传送的是地址信号,与数据总路线结合使用,以确定数据总线上传输的数据来源或目的地,采用单向线。控制总路线传输的是管理总路线的某些信号,如数据传输的读写控制中断复位及各种确认信号,采用单方向线。 (2) 存储器 存储器用以存放数据、参数和程序等,包括只读存储器(ROM、EPROM、EEPROM)、随机存储器(RAM)。系统控制程序放在只读存储器中,即使系统断电控制程序也不会丢失,程序只能被CPU读出,不能随机写入,必要时可用紫外线擦除,再重写监控程序。运算的中间结果、需显示的数据、运行状态、标志信息等存放在RAM中,可以随机写入或读取,断电后消失。加工的零件程序、机床参数等存放在有后备电池的CMOS RAM或磁泡存储器中,这些信息可以根据操作需要写入和修改,断电后信息仍保留。 (3) I/O(输入、输出)接口 CNC装置和机床之间的信号,一般不直接连接,而通过I/O接口电路连接。 I/O接口电路的主要任一是:进行必要的电气隔离,防止干扰信号引起误动作。主要用光电耦合器或断电器将CNC装置也机床之间的信号在电气上加以隔离。二是:进行电平转换和功率放大。一般CNC装置的信号是TTL电平,而机床控制信号通常不是TTL电平,并且负载较大,需要进行必要的电一转换和平功率议长。 (4) MDI/CRT接口 MDI手动数据输入通过数控面板上的键盘操作。CRT接口提供计算机与CRT或LCD显示器通信。 (5) 位置控制模块 位置控制模块数控机床的进给运动的坐标轴位置进行控制。 (6) 可编程控制器PLC) PLC用来替代传机床强电继电器逻辑控制,利用逻辑运算实现各种开关量的控制。PLC一般有独立的CPU、ROM、RAM和位操作控制器等组成,它和CNC之间通过双端口RAM实现相互的确通信。数控机床中使用的PLC可以分为两类:一类是“内装型”PLC,它是为实现机床的顺序控制而专门制造的。另一类是“独立型”PLC,它是在技术规范、功能和参数上均可满足数控机床要求的独立部件。数控机床上的PLC多采用内装式。