• 1．专用计算机组成的数控体系结构
• 专用计算机数控按组成装置的电路板的结 构特点可分为大板式结构和模块化结构两 类，按装置内的微处理器()数量可分为单 微处理器和多微处理器结构两类。
单微处理器结构具有如下特点。
①结构简单，容易实现。 ②处理器通过总线与各个控制单元 相连，完成信息交换。 ③由于只用一个微处理器来集中控 制，其功 能受到微处理器字长、数 据宽度、寻址功能和运算速度等因 素的限制；由于插补等功能由软件 来实现，因此，数控功能的实现与 处理速度成为一对矛盾。
3．通用组成的数控体系结构
• 基于通用的数控系统可以充分利用的软硬件资 源，减轻设计任务；可充分利用计算机工业所 提供的先进技术，方便地实现产品的更新换代； 良好的人机界面便于操作；开放性体系结构便 于在工厂环境内集成；由于有更多的硬件供选 择，的成本对于用户来说非常灵活。
2.3 数控系统软件
一、的软件结构类型 软件结构取决于系统中的软件和硬件的分工，也取 决于软件本身的工作性质。在信息处理方面，软件 和硬件在逻辑上是等价的，有些由硬件能完成的工 作在原则上也能由软件完成。 系统是一个实时的计算机控制系统，其数控功能是 由各种功能子程序实现的。不同的系统软件结构对 这些子程序的安排方式不同，管理方式也不同。在 单的数控系统中，常采用前后台型的软件结构和中 断型软件结构。
2.2 数控系统硬件
• 一、 的硬件构成 • 计算机部分 • 电源部分 • 面板接口和显示接口 • 开关量接口 • 内装型部分 • 伺服输出和位置反馈接口 • 主轴控制接口 • 外设接口
二、 的体系结构
• 装置从所使用的计算机类型来看，有专用 计算机数控装置(简称专机数控)和通用个 人计算机数控装置(简称数控)两种结构。
1．操作面板 2．输入／输出装置 3．计算机数控装置(装置) 4．伺服单元 5．驱动装置 6．可编程逻辑控制器()
机 床 I/O 电 路 和装置
操作 面板
键盘
输入 输出 装置
PLC
计算 机 数控 装置
主轴伺服 单元
进给伺服 单元
测量装置
主轴驱动 装置
进给驱动 装置
机床
主进辅 运给助 动传控 机动制 构机机 构构
2．开放式数控体系结构
• 特点 ： • ①以分布式控制的原则，采用系统、子系统和模块分级
式的控制结构。 • ②根据需要可实现重构、编辑，以便实现多种用途。在
开放式体系结构中，各模块相互独立，在此平台上，系 统生产厂、机床厂及最 • 终用户都可很容易地把一些专用功能和其他有个性的模 块加入其中。 • ③要具有一种较好的通信和接口协议，以便各相对独立 的功能模块通过通信实现信息交换，通过信息交换来满 足实时控制的要求。
2．的工作方式
• 的基本工作方式是顺序执行用户程序，每一时 刻执行一条指令，由于相对于外部电气信号有 足够的执行速度，从宏观上看是实时响应的。 对用户程序的执行一般有循环扫描和定时扫描 两种，扫描过程分为三个阶段，即输入采样阶 段、程序执行阶段和输出刷新阶段，
二、的分类
• (1)内装型。 • (2)独立式。
• 1．前后台型软件结构
2．中断型软件结构
• 中断型软件结构除了初始化程序之外，整个系 统软件的各种任务模块被分别安排在不同级别 的中断程序中，整个软件就是一个大的中断系 统。其管理的功能主要通过各级中断服务程序 之间的相互通信来解决。
• 中断优先级共8级，0级最低，7级最高，除了 第4级为硬件中断完成报警功能外，其余均为 软件中断。
数控机床 数控系统结构与维修
第二章数控机床数控系统 结构与维修
2.1 数控系统组成与原理 2.2 数控系统硬件 2.3 数控系统软件 2.4 可编程控制器() 2.5 数控机床检测装置 2.6 伺服驱动系统 2.7 数控系统诊断技术及维修
第二章 机床数控系统结构与维修
2.1 数控系统组成与原理
一、 系统组成
①系统管理。 ②操作指令处理。 ③零件程序的编辑。 ④零件程序的输入、解释与执行。 ⑤系统状态显示。 ⑥手动数据输入。 ⑦故障报警和诊断。
三、 计算机数控装置的接口
• 计算机数控装置(以下简称数控装置)的 接口是数控装置与数控系统的功能部件 (主轴模块、进给伺服模块、模块等)和 机床进行信息传递、交换和控制的端口， 称之为接口。
接口电路的主要任务：
• (1)进行电平转换和功率放大。
• (2)提高数控装置的抗干扰性能，防止外界的 电磁干扰噪声引起误动作。
• (3)输入接口接收机床操作面板的各开关信号、 按钮信号，机床上的各种限位开关信号以及数 控系统各个功能模块的运行状态信号，若输入 的是触点输入信号，要消除其振动。
• (4)输出接口是将各种机床工作状态灯的信息 送至机床操作面板上显示，将控制机床辅助动 作信号送至电柜，从而控制机床主轴单元、刀 库单元、液压单元、冷却单元等的继电触器。
二、系统软硬件的界面
图2-8 三种典型系统的软硬件界面
三、控制软件的特点
• 1．多任务并行处理 • 2．实时中断处理
2.4 可编程控制器()
• 一、的基本组成与工作方式 • 1．的基本组成 • 实质是一种专用计算机，它的组成形式基本上
与微机相同，主要包括微处理器()、存储器、 用户输入／输出部分、输入／输出扩展接口、 外围设备以及电源等。对于内装型、、存储器、 外围设备、电源等部分一般与装置共用。如图 2-9所示为可编程控制器基本组成框图。
图2-1 计算机数控系统的组成框图
二、 系统的基本原理
• 系统的生产厂家编制好控制软件(也称为 系统程序)后，要把它固化在()中，系统 接上电源后即自动由按照此固化的程序 运行。使用机床加工时，首先要编制好 零件程序，而零件程序的解释与具体执 行则要由系统程序来完成。
的控制软件主要完成如下基本任务
(1)内装型。
(2)独立式
图2-12独立型的系统
图2-13独立型的功能结构
2.5 数控机床检ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ装置
一、编码器(码盘) 编码器又称编码盘或码盘，是一种旋转式
测量元件，通常安装在被检测轴上，随 被测轴一起转动，可将被测轴的机械角 位移转换成增量脉冲形式或绝对式的代 码形式。它具有精度高、结构紧凑和工 作可靠等优点，常在半闭环伺服系统中 作为角位移数字式检测元件。