第三章 CNC装置及其接口 3-1CNC装置的硬件结构 3-2CNC装置的软件结构 3-3可编程控制器PLC简介 3-4CNC装置的接口电路
第三章 CNC装置及其接口 3-1 CNC装置的硬件结构 3-2 CNC装置的软件结构 3-3 可编程控制器PLC简介 3-4 CNC装置的接口电路
概述 计算机数控装置，简称为CNC装置，它是CNC系统的核心和中枢。 主要用于控制机床的运动，完成各种曲线轮廓的加工。 不论进行哪种曲线加工，CC装置都执行同一基本控制流程：首先 读取零件程序（输入），再进行程序段的译码和预处理（刀具补 偿处理和进给速度处理)，然后根据程序段指令，进行插补计算 和位置伺服控制，见图3-1，CC装置除了执行基本的控制流程外， 还应该具有显示、|/0处理及诊断等功能。 输入 译码、预处理 插补 位置控制 电机 图3-1CNC装置的基本控制流程
❖ 计算机数控装置，简称为CNC装置，它是CNC系统的核心和中枢。 主要用于控制机床的运动，完成各种曲线轮廓的加工。 ❖ 不论进行哪种曲线加工，CNC装置都执行同一基本控制流程：首先 读取零件程序（输入），再进行程序段的译码和预处理（刀具补 偿处理和进给速度处理），然后根据程序段指令，进行插补计算 和位置伺服控制，见图3-1，CNC装置除了执行基本的控制流程外， 还应该具有显示、I/O处理及诊断等功能。 输入 译码、预处理 插补 位置控制 电机 图3-1 CNC装置的基本控制流程 概述
CNC装置的组成 大体来讲，CNC装置由硬件和软件两大部分组成。 具体地讲，CNC装置的组成为： 硬件(CPU、存储器、总线、I/O设备等) 计算机 软件（控制软件和管理软件） CNC装置的组成 可编程控制器(PLC) 各种接口
CNC装置的组成 大体来讲，CNC装置由硬件和软件两大部分组成。 具体地讲，CNC装置的组成为： CNC装置的组成 计算机 硬件（CPU、存储器、总线、I/O设备等） 软件（控制软件和管理软件） 可编程控制器（PLC） 各种接口
第一节CNC装置的硬件结构 ■一、单微处理器结构的CNC装置 二、多微处理器结构的CNC装置
◼一、单微处理器结构的CNC装置 ◼二、多微处理器结构的CNC装置 第一节 CNC装置的硬件结构
第一节CNC装置的硬件结构 CNC装置是在硬件的支持下，执行软件来进行工作 的，其控制功能在很大的程度上取决于硬件结构。 按组成CNC装置的印刷电路板的结构特点和插拔方 式的不同，可分为大板式结构和模块化结构两类；按 CNC装置内部微处理器的数量，可分为单微处理器和 多微处理器结构两类。现代CNC装置多为多微处理器 模块化结构
CNC装置是在硬件的支持下，执行软件来进行工作 的，其控制功能在很大的程度上取决于硬件结构。 按组成CNC装置的印刷电路板的结构特点和插拔方 式的不同，可分为大板式结构和模块化结构两类；按 CNC装置内部微处理器的数量，可分为单微处理器和 多微处理器结构两类。现代CNC装置多为多微处理器 模块化结构。 第一节 CNC装置的硬件结构
单微处理器结构的CNC装置 单微处理器结构的CNC装置，由一个微处理 器CPU通过总线与存储器、PLC、位置控制器 及各种接口相连，采用集中控制与分时处理的 方式，完成数控各项任务。 图3-2中，CPU通过总线与存储器(RAM、 EPROM)、PLC、位置控制器及各种接口相连
一、单微处理器结构的CNC装置 单微处理器结构的CNC装置，由一个微处理 器CPU通过总线与存储器、PLC、位置控制器 及各种接口相连，采用集中控制与分时处理的 方式，完成数控各项任务。 图3-2中，CPU通过总线与存储器（RAM、 EPROM）、PLC、位置控制器及各种接口相连
单微处理器结构的CNC装置 CPU EPROM 纸带阅读机接口 纸带阅读机 RAM 穿孔机、电传机 穿孔机 接口 数控面板 电传机 MDI/CRT CRT 接口 I/0接▣ 机床 PLC 位置控制 速度控制单元 串行通信及网络接口 M 图3-2单微处理器CNC装置组成框图
CPU EPROM RAM MDI/CRT 接口 PLC 串行通信及网络接口 数控面板 CRT 纸带阅读机接口 纸带阅读机 穿孔机、电传机 接口 I/O 接口 位置控制 穿孔机 电传机 机床 速度控制单元 M 图3-2 单微处理器CNC装置组成框图 一、单微处理器结构的CNC装置
单微处理器结构的CNC装置 所有数控功能（如数据的存取、插补运算、输入/输 出控制、位置控制、故障诊断和信息显示等)由一个微 处理器完成。 有的CNC装置有两个以上的微处理器，但只有一个微 处理器能够控制总线，占有总线资源，其它微处理器不 能控制总线，不能访问主存储器，只能作为一个智能部 件工作，这种构成主从结构的CNC装置，也属于单微 处理器结构，也可称之为主从方式的多微处理器结构
所有数控功能（如数据的存取、插补运算、输入/输 出控制、位置控制、故障诊断和信息显示等）由一个微 处理器完成。 有的CNC装置有两个以上的微处理器，但只有一个微 处理器能够控制总线，占有总线资源，其它微处理器不 能控制总线，不能访问主存储器，只能作为一个智能部 件工作，这种构成主从结构的CNC装置，也属于单微 处理器结构，也可称之为主从方式的多微处理器结构。 一、单微处理器结构的CNC装置
多微处理器结构的CNC装置 多微处理器CNC装置一般采用两种结构型式，即紧耦合和松 耦合结构。 多微处理器CNC装置多采用模块化结构，每个微处理器分管 各自的任务，形成特定的功能单元，即功能模块。由于采 用模块化结构，可以采取积木方式组成CNC装置，因此具 有良好的适应性和扩展性，且结构紧凑。与单微处理器 CNC装置相比，多微处理器CNC装置的运算速度有了很 大的提高，它更适合于多轴控制、高进给速度、高精度、 高效率的控制要求
多微处理器CNC装置一般采用两种结构型式，即紧耦合和松 耦合结构。 多微处理器CNC装置多采用模块化结构，每个微处理器分管 各自的任务，形成特定的功能单元，即功能模块。由于采 用模块化结构，可以采取积木方式组成CNC装置，因此具 有良好的适应性和扩展性，且结构紧凑。与单微处理器 CNC装置相比，多微处理器CNC装置的运算速度有了很 大的提高，它更适合于多轴控制、高进给速度、高精度、 高效率的控制要求。 二、多微处理器结构的CNC装置
多微处理器结构的CNC装置 模块化结构的多微处理器CNC装置中的基本功能模 块一般有以下六种。进一步扩充功能，还可以增加相 应的模块。 (1)CNC管理模块 (2)CNC插补模块 (3)位置控制模块 (4)存储器模块 (5)PLC模块 (6)指令、数据的输入输出及显示模块
模块化结构的多微处理器CNC装置中的基本功能模 块一般有以下六种。进一步扩充功能，还可以增加相 应的模块。 （1）CNC管理模块 （2）CNC插补模块 （3）位置控制模块 （4）存储器模块 （5）PLC模块 （6）指令、数据的输入输出及显示模块 二、多微处理器结构的CNC装置