数控装置与典型数控系统课件

15.1计算机数控装置（CNC）的构成数控机床一般由输入输出设备、CNC装置（或称CNC单元）、伺服单元、驱动装置（或称执行机构）、可编程控制器PLC及电气控制装置、辅助装置、机床本体及测量装置组成。其中除机床本体以外的部分统称为计算机数控（CNC）系统。其中CNC装置是数控系统的核心部分，它由硬件和软件共同构成，其硬件构成在很大程度上决定着CNC系统的性能。2（一）计算机部分

计算机是CNC装置的核心，主要包括微处理器(CPU)和总线、存储器、外围逻辑电路等。这部分硬件的主要任务是对数据进行算术和逻辑运算，存储系统程序、零件程序和运算的中间变量以及管理定时与中断信号等。

（二）电源部分

电源部分的任务是给CNC装置提供一定功率的逻辑电压、模拟电压及开关量控制电压。电源要能够抗较强的浪涌电压和尖峰电压的干扰，电源抗电磁干扰和工业生产过程中所产生的干扰的能力，在很大程度上决定了CNC装置的抗干扰能力。3（三）面板接口和显示接口

这一部分接口电路主要是控制MDI面板、操作面板、数码显示、CRT显示等。操作者的手动数据输入、各种方式的操作、CNC的结果和信息显示都要通过这部分电路使人和CNC装置建立联系。

5（五）内置型PLC部分

PLC是替代传统的机床强电的继电器逻辑，利用逻辑运算功能实现各种开关量的控制。现代CNC多采用内置型PLC，因此它已成为CNC装置的一个组成部分。

（六）伺服输出和位置反馈接口这部分硬件和CPU一起组成CNC系统位置控制的硬件支持，位置控制的某些重要性能取决于这部分硬件。伺服输出接口把CPU运算所产生的控制策略经转换后输出给伺服驱动系统，它一般由输出寄存器（起零阶保持作用）和D/A器件组成。位置反馈接口采样位置反馈信号，它一般由鉴相、倍频电路、计数电路等组成。CPU定时从计数电路中取计数值，完成系统中A/D过程。7（七）主轴控制接口

主轴控制主要是对主轴转速的控制。提高主轴转速控制范围可以更好地实现高效、高精、高速加工。CNC装置不仅要控制主轴的高转速，还要控制主轴在高转速下的准停，准停控制线路也包括在这部分接口电路中。常用的主轴准停控制可采用编码器或磁性传感器的方法实现。

（一）专用计算机组成的CNC装置专机数控按组成CNC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CNC装置内的微处理器CPU数量可分为单微处理器和多微处理器结构两类。10专用CNC装置的优缺点

采用专用计算机组成的数控系统，在选用高性能的微处理器构成分布式处理结构时，可以获得很高的性能，如多轴联动高速、高精度控制，很强的补偿功能、图形功能、故障诊断功能以及通信功能。但由于大批量生产和保密的需要，不同的数控系统生产厂家自行设计其硬件和软件，这样设计出来的封闭式专用系统具有的不同的软硬件模块、不同的编程语言、五花八门的人机界面、多种实时操作系统、非标准化接口等，不仅给用户带来了使用上的复杂性，也给车间物流层的集成带来了很多困难。（二）基于通用计算机的CNC装置131.管理程序模块

管理程序模块一般包括：系统初始化、键盘分析与显示、数控程序读入、指令分析、编辑修改、系统诊断等。14程序读入功能模