PPT《4.2 计算机数控装置的硬件结构》

2、位置控制模板结构(如P151图4.2.4(1)) 位置控制功能由软件和硬件两部分共同实现,软件负责跟随误差和进给速度指令数值的计算;

硬件由位置控制输出模板和位置测量模板组成,接收进给指令,进行D/A变换,为速度单元提供命令电压;

同时位置反馈信号被处理,去跟随误差计数器与指令值进行比较. 缓冲寄存器: 组成:由四组D型触发器组成,每组有四个D触发器. 功能:存放表示跟随误差的十六位二进制数的每一位. 原理:每一个采样周期,在地址译码信号、数据输出请求的译码信号、数据选通输入信号(均为低电平有效)同时有效时,发出一个采样脉冲,利用采样脉冲的后沿,将数据总线上数据和符号,读入到缓冲寄存器中. 二进制计数器: 组成:由四组二进制计数器组成,并接成加法计数形式. 原理:缓冲寄存器存有跟随误差数值后,经一定的延时,在D/A传送信号和计数时钟同步后产生置入脉冲信号,将数据置入二进制计数器中,置入计数器的数据有15位表示数值( ),一位表示符号( ),当符号位为高电平时,数值为负,反之为正. 数值检出器:将二进制数值变成脉冲宽度的线路称为数值检出器. 方向辨别控制: 原理:数值变为脉宽之后,再经过两个由符号位信号( )控制的与非门,就能辨别出它们的方向,当数值为正时,符号为0.在二进制计数器中,使用的是反码,故 ,正向矩形波信号由G1输出;

负值时,由G2输出. 比较放大器: 信号输入比较放大器,输出直流指令电压信号,它的幅值代表跟随误差的大小,电压方向代表误差方向.

(四)输入/输出(I/O)接口

1、输入输出接口的标准化(如P155图4.2.5四种接口类型) 第I类:与驱动有关的连结电路,主要是指与坐标轴进给驱动和主轴驱动的连结电路;

第II类:数控装置与测量系统和测量传感器间的连结电路;

第III类:电源及保护电路;

第IV类:开/关信号和代码信号连结电路.

2、输入、输出信号的分类及接口电路的任务 输入信号:由机床(MT)向CNC传送的信号称为输入信号. 输出信号:由CNC向MT传送的信号称为输出信号. 输入、输出信号类型: ①直流数字输入信号 ②直流数字输出信号 ③直流模拟输入信号 ④直流模拟输出信号 ⑤交流输入信号 ⑥交流输出信号 接口电路的主要任务: ①进行电平转换和功率放大 ②为防止噪声引起误动作,使用光电隔离器,脉冲变压器或继电器,使CNC和机床之间的信号在电气上加以隔离 ③采用模拟量传送时,在CNC和机床电气设备之间要接入数/模和模/数转换电路 ④信号在传输过程中,由于衰减、噪声、反射等影响,会发生畸变,为此要根据信号类别及传输线质量,采取一定措施并限制信号的传输距离.

3、直流数字输入、输出接口 ①输入接口 分类:以触点输入的接收电路 无源(如P156图4.2.6a):CNC接口有触电供电回路,信号使用双线. 有源(如P156图4.2.6b):信号使用单线. 斯密特电路或R-S触发器(如P157图4.2.7) 以电压输入的接收点(如P157图4.2.8) ②输出接口 分类:继电器输出电路、无触点输出电路(如P157图4.2.9) 负载为指示灯的典型信号输出电路(如P157图4.2.10) 负载为继电器线圈的典型信号输出电路(如P157图4.2.11) 大负载驱动输出电路(如P157图4.2.12) ③直流数字输入、输出信号的传送(如P157图4.2.13)

(五)可编程控制器 PC分类:一类是为实现数控机床顺序控制而专门设计制造的 内装型 PC,另一类是技术要求、功能和参数能满足数控机床要求的 独立型 PC. 内装型PC(如P159图4.2.14) 内装型PC特点: ①内装型PC实际上是CNC装置带有的PC功能,一般是作为一种基本的或可选的功能提供给用户;