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数控系统硬件结构

数控系统硬件结构
数控系统的硬件由数控装置、输入/输出装置、驱动装置和机床电器逻辑控制装置等组成,这四部分之间通过I/O接口互连。

数控装置是数控系统的核心,其软件和硬件来控制各种数控功能的实现。

数控系统到目前为止共发展了六代,第一代是电子管数控系统,第二代是晶体管数控系统,第三代是集成电路数控系统,第四代是小型计算机数控系统,第五代是微型计算机数控系统,第六代是PC数控系统。

PC数控系统目前是最先进的结构体系,PC数控系统的发展,形成了PC嵌入NC的“NC+PC”结构和NC嵌入PC的“PC+NC”结构两大主要流派。

后者又正在演变成PC+I/O 的“软件化”结构。

在NC+PC系统方面,起主导作用的是一些老的数控系统生产大厂。

因为他们在数控系统方面有着深厚的基础,为使所掌握的技术优势与新的PC化潮流相融合,因此走出了一条以传统数控平台为基础(完成实时控制任务),以流行PC为前端(完成非实时任务)的PC数控系统发展道路,并在商品化方面取得了显著成绩。

NC+PC系统的典型代表有日本FANUC公司的18i、16i系统、德国西门子公司的840D系统、法国NUM 公司的1060系统、美国AB公司的9/360系统等。

在PC+NC系统方面,主导公司是一些后起之秀。

由于他们没有历史包袱,因此彻底摆脱了传统NC的约束,直接站在PC平台基础上,通过增扩NC控制板卡(如基于DSP的运动控制卡等)来发展PC数控系统。

典型代表有美国DELTA TAU公司用PMAC 多轴运动控制卡构造的PMAC-NC系统、日本MAZAK公司用三菱公司的MELDASMAGIC 64构造的MAZATROL 640系统、中国华中数控系列产品、航天数控系列产品、广州数控部分产品、南京四开公司产品等。

从目前的情况看,新推出的PC数控系统已越来越多地采用PC+NC结构,NC+PC结构的发展已呈下降趋势。

随着PC技术水平和数控软件设计水平的提高,PC+NC结构正逐渐发展成PC+I/O的软件化结构和PC+实时网络的分布式结构。

典型代表有美国MDSI公司的OPEN CNC、德国POWER AUTOMATION公司的PA8000 NT、大连光洋公司、陕西华拓科技公司等系列产品。

数控装置的硬件结构按CNC装置中的印制电路板的插接方式可以分为大板结构和功能模块(小板)结构;按CNC装置硬件的制造方式,可以分为专用型结构和个人计算机式结构;按CNC装置中微处理器的个数可以分为单微处理器结构和多微处理器结构。

数控系统
1)大板结构
大板结构CNC系统的CNC装置由主电路板、位置控制板、PC板、图形控制板、附加I/O 板和电源单元等组成。

主电路板是大印制电路版,其它电路板是小板,插在大印制电路板上的插槽内。

这种结构类似于微型计算机的结构。

2)功能模块结构
(2)单微处理器结构和多微处理器结构
1)单微处理器结构
在单微处理器结构中,只有一个微处理器,以集中控制、分时处理数控装置的各个任
务。

2)多微处理器结构
随着数控系统功能的增加、数控机床的加工速度的提高,单微处理器数控系统已不能满足要求,因此,许多数控系统采用了多微处理器的结构。

若在一个数控系统中有两个或两个以上的微处理器,每个微处理器通过数据总线或通信方式进行连接,共享系统的公用存储器与I/O接口,每个微处理器分担系统的一部分工作,这就是多微处理器系统。

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