加工中心從誕生之初到現(xiàn)在已有幾十年的時(shí)間，得益于CNC數(shù)控系統(tǒng)及裝備制造業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)在的加工中心技術(shù)和加工功能已經(jīng)今非昔比，已經(jīng)可以完美加工以往想都不敢的工件，特別是一些曲面多、輪廓復(fù)雜的工件，現(xiàn)在再加工中心上已經(jīng)不是什么難事。

CNC數(shù)控系統(tǒng)的組成

隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)和表面安裝技術(shù)的發(fā)展，CNC數(shù)控系統(tǒng)硬件模塊及安裝方式不斷改進(jìn)。那么我們現(xiàn)在對(duì)其結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行一個(gè)數(shù)控培訓(xùn)了解。從CNC數(shù)控系統(tǒng)的總體安裝結(jié)構(gòu)看，有整體式結(jié)構(gòu)和分體式結(jié)構(gòu)兩種。

所謂整體式結(jié)構(gòu)是把CRT和MDI面板、操作面板以及功能模塊板組成的電路板等安裝在同一機(jī)箱內(nèi)。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，便于安裝，但有時(shí)可能造成某些信號(hào)連線(xiàn)過(guò)長(zhǎng)。分體式結(jié)構(gòu)通常把CRT和MDI面板、操作面板等做成一個(gè)部件，而把功能模塊組成的電路板安裝在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)，兩者之間用導(dǎo)線(xiàn)或光纖連接。許多CNC機(jī)床把操作面板也單獨(dú)作為一個(gè)部件，這是由于所控制機(jī)床的要求不同,操作面板相應(yīng)地要改變，做成分體式有利于更換和安裝。

CNC操作面板在機(jī)床上的安裝形式有吊掛式、床頭式、控制柜式、控制臺(tái)式等多種。

從組成CNC系統(tǒng)的電路板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)看，有兩種常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)，即大板式結(jié)構(gòu)和模塊化結(jié)構(gòu)。大板式結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是,一個(gè)系統(tǒng)一般都有一塊大板，稱(chēng)為主板。主板上裝有主CPU和各軸的位置控制電路等。其他相關(guān)的子板（完成一定功能的電路板），如ROM板、零件程序存儲(chǔ)器板和PLC板都直接插在主板上面，組成CNC系統(tǒng)的核心部分。由此可見(jiàn)，大板式結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，可靠性高，價(jià)格低，有很高的性能／價(jià)格比，也便于機(jī)床的一體化設(shè)計(jì)，大板結(jié)構(gòu)雖有上述優(yōu)點(diǎn)，但它的硬件功能不易變動(dòng)，不利于組織生產(chǎn)。

CNC數(shù)控系統(tǒng)主板上的各個(gè)組成元件

另外一種柔性比較高的結(jié)構(gòu)就是總線(xiàn)模塊化的開(kāi)放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是將CPU、存儲(chǔ)器、輸入輸出控制分別做成插件板（稱(chēng)為硬件模塊），甚至將CPU、存儲(chǔ)器、輸入輸出控制組成獨(dú)立微型計(jì)算機(jī)級(jí)的硬件模塊，相應(yīng)的軟件也是模塊結(jié)構(gòu)，固化在硬件模塊中。硬軟件模塊形成一個(gè)特定的功能單元，稱(chēng)為功能模塊。功能模塊間有明確定義的接口，接口是固定的，成為工廠標(biāo)準(zhǔn)或工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，彼此可以進(jìn)行信息交換。于是可以積木式組成CNC系統(tǒng)，使設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，有良好的適應(yīng)性和擴(kuò)展性，試制周期短，調(diào)整維護(hù)方便，效率高。

從CNC系統(tǒng)使用的CPU及結(jié)構(gòu)來(lái)分，CNC系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)一般分為單CPU和多CPU結(jié)構(gòu)兩大類(lèi)。初期的CNC系統(tǒng)和現(xiàn)在的一些經(jīng)濟(jì)型CNC系統(tǒng)采用單CPU結(jié)構(gòu)，而多CPU結(jié)構(gòu)可以滿(mǎn)足數(shù)控機(jī)床高進(jìn)給速度、高加工精度和許多復(fù)雜功能的要求，也適應(yīng)于并入FMS和CIMS運(yùn)行的需要，從而得到了迅速的發(fā)展，它反映了當(dāng)今數(shù)控系統(tǒng)的新水平。

CNC裝置是按模塊化設(shè)計(jì)的方法構(gòu)造的

模塊化設(shè)計(jì)方法：將控制系統(tǒng)按功能劃分成若干種具有獨(dú)立功能的單元模塊，并配上相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)軟件。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)按功能的要求選擇不同的功能模塊，并將其插入控制單元母板上，即可組成一個(gè)完整的控制系統(tǒng)的方法。其中單元母板一般為總線(xiàn)結(jié)構(gòu)的無(wú)源母板，它提供模塊間互聯(lián)的信號(hào)通路。

實(shí)現(xiàn)CNC系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)的條件是總線(xiàn)(BUS)標(biāo)準(zhǔn)化。采用模塊化結(jié)構(gòu)時(shí)，CNC系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作則可歸結(jié)為功能模塊的合理選用。

1、計(jì)算機(jī)主板和系統(tǒng)總線(xiàn)(母板)

計(jì)算機(jī)主板是CNC裝置的核心。

功能結(jié)構(gòu)：

CPU及其外圍芯片；內(nèi)存單元及其外圍芯片；通訊接口(串口，并口，鍵盤(pán)接口)。軟、硬驅(qū)動(dòng)器接口。

計(jì)算機(jī)主板的主要作用：

對(duì)輸入到CNC裝置中的各種數(shù)據(jù)、信息(零件加工程序，各種I/O信息等)進(jìn)行相應(yīng)的算術(shù)和邏輯運(yùn)算。并根據(jù)其處理結(jié)果，向各功能模塊發(fā)出控制命令，傳送數(shù)據(jù)，使用戶(hù)的指令得以執(zhí)行。

系統(tǒng)總線(xiàn)(母板)：由一組傳送數(shù)字信息的物理導(dǎo)線(xiàn)組成，它是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行數(shù)據(jù)或信息交換的通道：

數(shù)據(jù)總線(xiàn)：8根數(shù)據(jù)線(xiàn)、總線(xiàn)寬度8位；地址總線(xiàn)：16根地址線(xiàn)（直接尋址64k）；

控制總線(xiàn)：

工業(yè)用PC機(jī)的總線(xiàn)母板是獨(dú)立的無(wú)源四層板（走線(xiàn)面、元件面、電源層和地線(xiàn)層），它的可靠性高于兩層板。其規(guī)格有6槽、8槽、12槽、14槽等。

2、顯示模塊(顯示卡)

顯示卡的主要作用：

接收來(lái)自CPU的控制命令和顯示用的數(shù)據(jù)，經(jīng)與CRT的掃描信號(hào)調(diào)制后，產(chǎn)生CRT顯示器所需要的視頻信號(hào)，在CRT上產(chǎn)生所需要的畫(huà)面。

在CNC裝置中，CRT顯示是一個(gè)非常重要的功能，它是人機(jī)交流的重要媒介，它給用戶(hù)提供了一個(gè)直觀的操作環(huán)境，可使用戶(hù)能快速地熟悉適應(yīng)其操作過(guò)程。

顯示卡是一個(gè)通用性很強(qiáng)的模塊。它不僅隨時(shí)可以在市場(chǎng)上買(mǎi)到，而且它還有非常豐富的支持軟件，因此無(wú)需用戶(hù)自己開(kāi)發(fā)。

3、輸入/輸出模塊(多功能卡)

它是CNC裝置與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)和信息交換的接口板，即CNC裝置通過(guò)該接口可以從輸入設(shè)備獲取數(shù)據(jù)，也可以將CNC裝置中的數(shù)據(jù)送給輸出設(shè)備。

該模塊也是標(biāo)準(zhǔn)的PC機(jī)模塊，一般不需要用戶(hù)自己開(kāi)發(fā)。如果計(jì)算機(jī)主板選用的是標(biāo)準(zhǔn)主板，則此板可省略。

以上三部分（計(jì)算機(jī)主板、顯示卡、輸入/輸出），再配上鍵盤(pán)、電源、機(jī)箱，實(shí)際上是一部通用的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它是CNC裝置的核心，從某種意義上講，CNC裝置的檔次和性能是由它決定的。因此，CNC裝置中計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的合理選用是至關(guān)重要的。

4、電子盤(pán)(存儲(chǔ)模塊)

電子盤(pán)是CNC裝置特有的存儲(chǔ)模塊。在CNC裝置中它用來(lái)存放下列數(shù)據(jù)和參數(shù)：

系統(tǒng)軟件、系統(tǒng)固有數(shù)據(jù)；系統(tǒng)的配置參數(shù)(系統(tǒng)所能控制的進(jìn)給軸數(shù)，軸的定義，系統(tǒng)增益等)；用戶(hù)的零件加工程序。

計(jì)算機(jī)領(lǐng)域所用存儲(chǔ)器件有三類(lèi)：

磁存儲(chǔ)器件，如：軟/硬磁盤(pán)（讀/寫(xiě)）。光存儲(chǔ)器件，如：光盤(pán)（只讀）。電子（半導(dǎo)體）存儲(chǔ)器件，如RAM、ROM、FLASH等。

前兩類(lèi)一般用作外存儲(chǔ)器，其特點(diǎn)是容量大，價(jià)格低。

電子存儲(chǔ)器件一般用作內(nèi)存儲(chǔ)器，其價(jià)格高于前兩類(lèi)。若按其讀寫(xiě)性能來(lái)看，它又可分為三類(lèi)：

只讀存儲(chǔ)元件（ROM、PROM、EPROM、E2PROM）；易失性隨機(jī)讀寫(xiě)存儲(chǔ)元件（RAM）。非易失性讀寫(xiě)存儲(chǔ)元件。

這類(lèi)器件有：

E2PROM；FLASH；帶后備電池的RAM。

在CNC裝置中，常采用電子存儲(chǔ)器件作為外存儲(chǔ)器，主要是考慮到CNC裝置的工作環(huán)境有可能受到電磁干擾，磁性器件的可靠性低，而電子存儲(chǔ)器件的抗電磁干擾能力相對(duì)來(lái)講要強(qiáng)一些。

因電子器件組成的存儲(chǔ)單元是按磁盤(pán)的管理方式進(jìn)行的，故稱(chēng)其為電子盤(pán)。電子盤(pán)的規(guī)格有：1.44MB、2.88MB、6MB、12MB等。

5、PLC(ProgrammableLogicController)模塊

PLC模塊：CNC裝置實(shí)現(xiàn)順序控制的模塊。

PLC模塊的作用：接收來(lái)自操作面板、機(jī)床上的各行程開(kāi)關(guān)、傳感器、按鈕、強(qiáng)電柜里的繼電器以及主軸控制、刀庫(kù)控制的有關(guān)信號(hào)，經(jīng)處理后輸出去控制相應(yīng)器件的運(yùn)行。

CNC裝置與被控設(shè)備交換的信息有三類(lèi)：

開(kāi)關(guān)信號(hào)、模擬信號(hào)、脈沖信號(hào)。

上述信號(hào)由于其類(lèi)型、電平、功率以及抗干擾的原因，一般不能直接與CNC裝置相聯(lián)，需要一個(gè)接口對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行變換處理。

PLC模塊變換處理其目的：

滿(mǎn)足CNC系統(tǒng)的輸入輸出要求。信號(hào)轉(zhuǎn)換主要包括幾個(gè)方面：

電平轉(zhuǎn)換；A/D、D/A轉(zhuǎn)換；數(shù)字量與脈沖量相互轉(zhuǎn)換；功率匹配；阻斷外部的干擾信號(hào)進(jìn)入計(jì)算機(jī)，在電氣上將CNC裝置與外部信號(hào)進(jìn)行隔離，以提高CNC裝置運(yùn)行的可靠性。

CNC機(jī)床用的PLC一般分為兩類(lèi)：

內(nèi)裝型（Built-inType）PLC（或集成式、內(nèi)含式）。獨(dú)立型（Stand-aloneType）PLC（或通用型）

6、位置控制模塊

位置控制模塊是進(jìn)給伺服系統(tǒng)的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)軌跡控制時(shí)，CNC裝置與伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)連接的接口模塊。

常用的位置控制模塊有：

開(kāi)環(huán)位置控制模塊：CNC裝置與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源的接口；閉環(huán)（含半閉環(huán)）位置控制模塊：CNC裝置與直流、交流伺服驅(qū)動(dòng)裝置的接口。

7、功能接口模塊

實(shí)現(xiàn)用戶(hù)特定功能要求的接口板，實(shí)例：

仿形控制器接口；激光加工焦點(diǎn)自動(dòng)跟蹤器接口；刀具監(jiān)控系統(tǒng)中的信號(hào)采集器接口板。

三、數(shù)控系統(tǒng)(硬件)簡(jiǎn)介

我國(guó)數(shù)控系統(tǒng)是具有自主版權(quán)的高性能數(shù)控系統(tǒng)之一。它以通用的工業(yè)PC機(jī)為基礎(chǔ)，采用開(kāi)放式的體系結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)的可靠性和質(zhì)量得到了保證。它適合多坐標(biāo)(2-5軸)數(shù)控鏜車(chē)床和加工中心，在增加相應(yīng)的軟件模塊后，也可適應(yīng)于其它類(lèi)型的數(shù)控機(jī)床(數(shù)控磨床、車(chē)床、齒輪加工機(jī)床等)以及特種加工機(jī)床（激光加工機(jī)、線(xiàn)切割機(jī)等）。

四、多主結(jié)構(gòu)的CNC系統(tǒng)硬件簡(jiǎn)介

多主CPU結(jié)構(gòu)中，有兩個(gè)或兩個(gè)以上的CPU部件，部件之間采用緊耦合，有集中的操作系統(tǒng)，通過(guò)總線(xiàn)仲裁器(由硬件和軟件組成)來(lái)解決總線(xiàn)爭(zhēng)用問(wèn)題，通過(guò)公共存儲(chǔ)器來(lái)進(jìn)行信息交換。

1、多主結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：

能實(shí)現(xiàn)真正意義上的并行處理，處理速度快，可以實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的系統(tǒng)功能。容錯(cuò)能力強(qiáng)，在某模塊出了故障后，通過(guò)系統(tǒng)重組仍可斷繼續(xù)工作

2、多主結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式：

共享總線(xiàn)結(jié)構(gòu)型；共享存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)型。

結(jié)構(gòu)特征：

功能模塊分為帶有CPU的主模塊和從模塊(RAM/ROM，I/O模塊)，以系統(tǒng)總線(xiàn)為中心，所有的主、從模塊都插在嚴(yán)格定義的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)總線(xiàn)上。采用總線(xiàn)仲裁機(jī)構(gòu)(電路)來(lái)裁定多個(gè)模塊同時(shí)請(qǐng)求使用系統(tǒng)總線(xiàn)的競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題。

共享總線(xiàn)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、系統(tǒng)組配靈活、成本相對(duì)較低、可靠性高；

共享總線(xiàn)結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)：

總線(xiàn)是系統(tǒng)的“瓶頸”，一旦系統(tǒng)總線(xiàn)出現(xiàn)故障，將使整個(gè)系統(tǒng)受到影響；由于使用總線(xiàn)要經(jīng)仲裁，使信息傳輸率降低。

結(jié)構(gòu)特征：

面向共公存儲(chǔ)器來(lái)設(shè)計(jì)的，即采用多端口來(lái)實(shí)現(xiàn)各主模塊之間的互連和通訊，采用多端口控制邏輯來(lái)解決多個(gè)模塊同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)多端口存儲(chǔ)器沖突的矛盾。

由于多端口存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)較復(fù)雜，而且對(duì)兩個(gè)以上的主模塊，會(huì)因爭(zhēng)用存儲(chǔ)器可能造成存儲(chǔ)器傳輸信息的阻塞，所以這種結(jié)構(gòu)一般采用雙端口存儲(chǔ)器（雙端口RAM）。

一、概述

CNC裝置從它的硬件組成結(jié)構(gòu)來(lái)看，若按其中含有CPU的多少來(lái)分，可分為下面幾類(lèi)：

單機(jī)系統(tǒng)：整個(gè)CNC裝置只有一個(gè)CPU，它集中控制和管理整個(gè)系統(tǒng)資源，通過(guò)分時(shí)處理的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)各種NC功能。

主從結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)中只有一個(gè)CPU(稱(chēng)為主CPU)對(duì)系統(tǒng)的資源有控制和使用權(quán)其它帶CPU的功能部件，只能接受主CPU的控制命令或數(shù)據(jù)，或向主CPU發(fā)出請(qǐng)求信息以獲得所需的數(shù)據(jù)。即它是處于以從屬地位的，故稱(chēng)之為主從結(jié)構(gòu)。

多機(jī)系統(tǒng)：CNC裝置中有兩個(gè)或兩個(gè)以上的CPU，即系統(tǒng)中的某些功能模塊自身也帶有CPU，根據(jù)部件間的相互關(guān)系又可將其分為：

多主結(jié)構(gòu)：系統(tǒng)中有兩個(gè)或兩個(gè)以上帶CPU的模塊部件對(duì)系統(tǒng)資源有控制或使用權(quán)。模塊之間采用緊耦合，有集中的操作系統(tǒng)，通過(guò)仲裁器來(lái)解決總線(xiàn)爭(zhēng)用問(wèn)題，通過(guò)共公存儲(chǔ)器進(jìn)行交換信息。

分布式結(jié)構(gòu)：系統(tǒng)有兩個(gè)或兩個(gè)以上帶CPU的功能模塊，各模塊有自己獨(dú)立的運(yùn)行環(huán)境，模塊間采用松耦合，且采用通訊方式交換信息。

二、單機(jī)或主從結(jié)構(gòu)模塊的功能介紹

CNC裝置是按模塊化設(shè)計(jì)的方法構(gòu)造的

模塊化設(shè)計(jì)方法：將控制系統(tǒng)按功能劃分成若干種具有獨(dú)立功能的單元模塊，并配上相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)軟件。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)按功能的要求選擇不同的功能模塊，并將其插入控制單元母板上，即可組成一個(gè)完整的控制系統(tǒng)的方法。其中單元母板一般為總線(xiàn)結(jié)構(gòu)的無(wú)源母板，它提供模塊間互聯(lián)的信號(hào)通路。

實(shí)現(xiàn)CNC系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)的條件是總線(xiàn)(BUS)標(biāo)準(zhǔn)化。采用模塊化結(jié)構(gòu)時(shí)，CNC系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作則可歸結(jié)為功能模塊的合理選用。

1、計(jì)算機(jī)主板和系統(tǒng)總線(xiàn)(母板)

計(jì)算機(jī)主板是CNC裝置的核心。

功能結(jié)構(gòu)：

CPU及其外圍芯片；內(nèi)存單元及其外圍芯片；通訊接口(串口，并口，鍵盤(pán)接口)。軟、硬驅(qū)動(dòng)器接口。

計(jì)算機(jī)主板的主要作用：

對(duì)輸入到CNC裝置中的各種數(shù)據(jù)、信息(零件加工程序，各種I/O信息等)進(jìn)行相應(yīng)的算術(shù)和邏輯運(yùn)算。并根據(jù)其處理結(jié)果，向各功能模塊發(fā)出控制命令，傳送數(shù)據(jù)，使用戶(hù)的指令得以執(zhí)行。

系統(tǒng)總線(xiàn)(母板)：由一組傳送數(shù)字信息的物理導(dǎo)線(xiàn)組成，它是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行數(shù)據(jù)或信息交換的通道：

數(shù)據(jù)總線(xiàn)：8根數(shù)據(jù)線(xiàn)、總線(xiàn)寬度8位；地址總線(xiàn)：16根地址線(xiàn)（直接尋址64k）；

控制總線(xiàn)：

工業(yè)用PC機(jī)的總線(xiàn)母板是獨(dú)立的無(wú)源四層板（走線(xiàn)面、元件面、電源層和地線(xiàn)層），它的可靠性高于兩層板。其規(guī)格有6槽、8槽、12槽、14槽等。

2、顯示模塊(顯示卡)

顯示卡的主要作用：

接收來(lái)自CPU的控制命令和顯示用的數(shù)據(jù)，經(jīng)與CRT的掃描信號(hào)調(diào)制后，產(chǎn)生CRT顯示器所需要的視頻信號(hào)，在CRT上產(chǎn)生所需要的畫(huà)面。

在CNC裝置中，CRT顯示是一個(gè)非常重要的功能，它是人機(jī)交流的重要媒介，它給用戶(hù)提供了一個(gè)直觀的操作環(huán)境，可使用戶(hù)能快速地熟悉適應(yīng)其操作過(guò)程。

顯示卡是一個(gè)通用性很強(qiáng)的模塊。它不僅隨時(shí)可以在市場(chǎng)上買(mǎi)到，而且它還有非常豐富的支持軟件，因此無(wú)需用戶(hù)自己開(kāi)發(fā)。

3、輸入/輸出模塊(多功能卡)

它是CNC裝置與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)和信息交換的接口板，即CNC裝置通過(guò)該接口可以從輸入設(shè)備獲取數(shù)據(jù)，也可以將CNC裝置中的數(shù)據(jù)送給輸出設(shè)備。

該模塊也是標(biāo)準(zhǔn)的PC機(jī)模塊，一般不需要用戶(hù)自己開(kāi)發(fā)。如果計(jì)算機(jī)主板選用的是標(biāo)準(zhǔn)主板，則此板可省略。

以上三部分（計(jì)算機(jī)主板、顯示卡、輸入/輸出），再配上鍵盤(pán)、電源、機(jī)箱，實(shí)際上是一部通用的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它是CNC裝置的核心，從某種意義上講，CNC裝置的檔次和性能是由它決定的。因此，CNC裝置中計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的合理選用是至關(guān)重要的。

4、電子盤(pán)(存儲(chǔ)模塊)

電子盤(pán)是CNC裝置特有的存儲(chǔ)模塊。在CNC裝置中它用來(lái)存放下列數(shù)據(jù)和參數(shù)：

系統(tǒng)軟件、系統(tǒng)固有數(shù)據(jù)；系統(tǒng)的配置參數(shù)(系統(tǒng)所能控制的進(jìn)給軸數(shù)，軸的定義，系統(tǒng)增益等)；用戶(hù)的零件加工程序。

計(jì)算機(jī)領(lǐng)域所用存儲(chǔ)器件有三類(lèi)：

磁存儲(chǔ)器件，如：軟/硬磁盤(pán)（讀/寫(xiě)）。光存儲(chǔ)器件，如：光盤(pán)（只讀）。電子（半導(dǎo)體）存儲(chǔ)器件，如RAM、ROM、FLASH等。

前兩類(lèi)一般用作外存儲(chǔ)器，其特點(diǎn)是容量大，價(jià)格低。

電子存儲(chǔ)器件一般用作內(nèi)存儲(chǔ)器，其價(jià)格高于前兩類(lèi)。若按其讀寫(xiě)性能來(lái)看，它又可分為三類(lèi)：

只讀存儲(chǔ)元件（ROM、PROM、EPROM、E2PROM）；易失性隨機(jī)讀寫(xiě)存儲(chǔ)元件（RAM）。非易失性讀寫(xiě)存儲(chǔ)元件。

這類(lèi)器件有：

E2PROM；FLASH；帶后備電池的RAM。

在CNC裝置中，常采用電子存儲(chǔ)器件作為外存儲(chǔ)器，主要是考慮到CNC裝置的工作環(huán)境有可能受到電磁干擾，磁性器件的可靠性低，而電子存儲(chǔ)器件的抗電磁干擾能力相對(duì)來(lái)講要強(qiáng)一些。

因電子器件組成的存儲(chǔ)單元是按磁盤(pán)的管理方式進(jìn)行的，故稱(chēng)其為電子盤(pán)。電子盤(pán)的規(guī)格有：1.44MB、2.88MB、6MB、12MB等。

5、PLC(ProgrammableLogicController)模塊

PLC模塊：CNC裝置實(shí)現(xiàn)順序控制的模塊。

PLC模塊的作用：接收來(lái)自操作面板、機(jī)床上的各行程開(kāi)關(guān)、傳感器、按鈕、強(qiáng)電柜里的繼電器以及主軸控制、刀庫(kù)控制的有關(guān)信號(hào)，經(jīng)處理后輸出去控制相應(yīng)器件的運(yùn)行。

CNC裝置與被控設(shè)備交換的信息有三類(lèi)：

開(kāi)關(guān)信號(hào)、模擬信號(hào)、脈沖信號(hào)。

上述信號(hào)由于其類(lèi)型、電平、功率以及抗干擾的原因，一般不能直接與CNC裝置相聯(lián)，需要一個(gè)接口對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行變換處理。

PLC模塊變換處理其目的：

滿(mǎn)足CNC系統(tǒng)的輸入輸出要求。信號(hào)轉(zhuǎn)換主要包括幾個(gè)方面：

電平轉(zhuǎn)換；A/D、D/A轉(zhuǎn)換；數(shù)字量與脈沖量相互轉(zhuǎn)換；功率匹配；阻斷外部的干擾信號(hào)進(jìn)入計(jì)算機(jī)，在電氣上將CNC裝置與外部信號(hào)進(jìn)行隔離，以提高CNC裝置運(yùn)行的可靠性。

CNC機(jī)床用的PLC一般分為兩類(lèi)：

內(nèi)裝型（Built-inType）PLC（或集成式、內(nèi)含式）。獨(dú)立型（Stand-aloneType）PLC（或通用型）

6、位置控制模塊

位置控制模塊是進(jìn)給伺服系統(tǒng)的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)軌跡控制時(shí)，CNC裝置與伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)連接的接口模塊。

常用的位置控制模塊有：

開(kāi)環(huán)位置控制模塊：CNC裝置與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源的接口；閉環(huán)（含半閉環(huán)）位置控制模塊：CNC裝置與直流、交流伺服驅(qū)動(dòng)裝置的接口。

7、功能接口模塊

實(shí)現(xiàn)用戶(hù)特定功能要求的接口板，實(shí)例：

仿形控制器接口；激光加工焦點(diǎn)自動(dòng)跟蹤器接口；刀具監(jiān)控系統(tǒng)中的信號(hào)采集器接口板。

三、數(shù)控系統(tǒng)(硬件)簡(jiǎn)介

我國(guó)數(shù)控系統(tǒng)是具有自主版權(quán)的高性能數(shù)控系統(tǒng)之一。它以通用的工業(yè)PC機(jī)為基礎(chǔ)，采用開(kāi)放式的體系結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)的可靠性和質(zhì)量得到了保證。它適合多坐標(biāo)(2-5軸)數(shù)控鏜車(chē)床和加工中心，在增加相應(yīng)的軟件模塊后，也可適應(yīng)于其它類(lèi)型的數(shù)控機(jī)床(數(shù)控磨床、車(chē)床、齒輪加工機(jī)床等)以及特種加工機(jī)床（激光加工機(jī)、線(xiàn)切割機(jī)等）。

四、多主結(jié)構(gòu)的CNC系統(tǒng)硬件簡(jiǎn)介

多主CPU結(jié)構(gòu)中，有兩個(gè)或兩個(gè)以上的CPU部件，部件之間采用緊耦合，有集中的操作系統(tǒng)，通過(guò)總線(xiàn)仲裁器(由硬件和軟件組成)來(lái)解決總線(xiàn)爭(zhēng)用問(wèn)題，通過(guò)公共存儲(chǔ)器來(lái)進(jìn)行信息交換。

1、多主結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：

能實(shí)現(xiàn)真正意義上的并行處理，處理速度快，可以實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的系統(tǒng)功能。容錯(cuò)能力強(qiáng)，在某模塊出了故障后，通過(guò)系統(tǒng)重組仍可斷繼續(xù)工作

2、多主結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式：

共享總線(xiàn)結(jié)構(gòu)型；共享存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)型。

結(jié)構(gòu)特征：

功能模塊分為帶有CPU的主模塊和從模塊(RAM/ROM，I/O模塊)，以系統(tǒng)總線(xiàn)為中心，所有的主、從模塊都插在嚴(yán)格定義的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)總線(xiàn)上。采用總線(xiàn)仲裁機(jī)構(gòu)(電路)來(lái)裁定多個(gè)模塊同時(shí)請(qǐng)求使用系統(tǒng)總線(xiàn)的競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題。

共享總線(xiàn)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、系統(tǒng)組配靈活、成本相對(duì)較低、可靠性高；

共享總線(xiàn)結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)：

總線(xiàn)是系統(tǒng)的“瓶頸”，一旦系統(tǒng)總線(xiàn)出現(xiàn)故障，將使整個(gè)系統(tǒng)受到影響；由于使用總線(xiàn)要經(jīng)仲裁，使信息傳輸率降低。
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