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第3章 计算机数控系统（CNC） 3.1CNC系统的组成 3.1.1 CNC 系统的基本概念 CNC—Computerized Numerical Control 主要任务：存储程序、完成插补、输出脉冲 特点：灵活通用、可靠方便 3.1.2.1 CNC装置的组成 硬件：CPU 存储器 位置控制装置 输入输出接口 PLC… 软件：系统软件 存储器说明 RAM：随机存储器（掉电后数据就丢失了） ROM：只读存储器（掉电后数据依然存在，用特殊的方法才能固化数据） EPROM:可擦除可编程只读存储器 （Erasable Programable Read Only Memory） 用户的程序应放在EPROM里，而运算过程中产生的数据应放在RAM里，便于随机使用。 常说的内存一般指RAM 3.1.2.2 输入输出设备 输入设备：纸带机、键盘、磁盘、光盘、 磁鼓、 磁带、DNC输入 输出设备： 显示器 打印机 PLC 直接输出到数控机床的执行部件 脉冲放大器的输入接口 3.1.2.3 可编程序控制器PLC 用于数控装置和机床的大电流或大功率的电器各种逻辑控制。（代替继电器）例如主轴电机；润滑电机；照明电路等 3.1.2.4 伺服驱动 控制单元+电动机 主轴驱动；进刀驱动等 3.1.3 CNC系统的特点 1.灵活：可修改、扩展（对欲加工的零件） 2.通用性强（对各种数控机床都适用） 3.可靠性高（采用集成电路） 4.功能强大：多功能、可以完成复杂零件的一次成形。 5.使用方便 3.1.4 CNC装置的类型 3.1.4.1 专用型CNC装置 日本：FANUC 德国：Siemens 美国：Allen-Bradley(A-B) 3.1.4.2 PC型CNC装置 工业PC机—工控机 通用平台 这种结构比较普通。 3.2 CNC数控系统的硬件结构 输入输出设备 中央处理器CPU 总线（BUS） 存储器（RAM;EPROM） 位置控制器 I/O接口 通信与网络接口 图3-3 3.2.1 输入设备 纸带阅读机、手动数据输入键盘（MDI） 、磁盘驱动器、磁带机 3.2.1.1纸带阅读机 光电阅读机：发光2极管—光敏3极管；纸带上有一排排小孔 3.2.1.2键盘 ：分编码键盘及非编码键盘两种 直接产生字符的编码 编码键盘 由软件翻译出字符的编码 非编码键盘。 下图是非编码键盘 图3-7:让各行逐次为0，同时扫描各列，若某列为0，则此列与行相交处的按键已经闭合。 3.2.2 CPU及总线 3.2.2.1 CPU (Microprocesser)的功能 可以进行算术和逻辑运算 可以保存少量的数据（256个字节） 能对指令进行译码并执行规定的动作 能和存储器、外部设备交换数据 提供系统的定时和控制 CPU的组成： 算术逻辑部件 累加器和通用寄存器组 程序计数器、指令寄存器和译码器 时序和控制部件 3.2.2.2 总线（BUS） 总线：各部件之间传递信息的通路 CPU内部总线：数据~，地址~，控制~ 双总线系统：局部总线 系统总线 多总线系统：IEEE—769，IEE—696 VME，IMMAT，STD，Z bus，Q bus， B1 bus，Prophi bus 图3-16 双总线系统 3.2.3 存储部件 存储器： 内存储器：磁泡~，半导体~ 外存储器：穿孔纸带，磁带，磁盘， 磁鼓，光盘 3.2.4 I/O接口电路 3.2.4.1 CNC装置内、外部连接 接线端子 连接器 通信接口 3.2.4.2 I/O接口芯片 1. 8251A可编程串行通讯接口 2.8253可编程控制器（略） 3.2.5通信与网络接口 3.2.5.1 CNC装置的通信 编程机、进给驱动单元、主轴驱动单元、 网络通信 3.2.5.2 CNC装置用的异步串行接口 RS—232C/20mA RS—422 3.2.6 显示部件 文字显示 图形显示 显示工具：CRT（显示器，阴极射线管） 7段显示管 LED（发光二极管） LCD (液晶显示器) 3.3 CNC系统的软件 管理