心和肺 发表于 2011-7-13 23:52:54

CNC装置的硬件体系结构

  一、概述
  CNC装置从它的硬件组成结构来看,若按其中含有CPU的多少来分,可分为下面几类:
  单机系统:整个CNC装置只有一个CPU,它集中控制和管理整个系统资源,通过分时处理的方式来实现各种NC功能。
  主从结构,系统中只有一个CPU(称为主CPU)对系统的资源有控制和使用权其它带CPU的功能部件,只能接受主CPU的控制命令或数据,或向主CPU发出请求信息以获得所需的数据。即它是处于以从属地位的,故称之为主从结构。
  多机系统:CNC装置中有两个或两个以上的CPU,即系统中的某些功能模块自身也带有CPU,根据部件间的相互关系又可将其分为:
  多主结构:系统中有两个或两个以上带CPU的模块部件对系统资源有控制或使用权。模块之间采用紧耦合,有集中的操作系统,通过仲裁器来解决总线争用问题,通过共公存储器进行交换信息。
  分布式结构:系统有两个或两个以上带CPU的功能模块,各模块有自己独立的运行环境,模块间采用松耦合,且采用通讯方式交换信息。
  二、单机或主从结构模块的功能介绍
  CNC装置是按模块化设计的方法构造的
  模块化设计方法:将控制系统按功能划分成若干种具有独立功能的单元模块,并配上相应的驱动软件。系统设计时按功能的要求选择不同的功能模块,并将其插入控制单元母板上,即可组成一个完整的控制系统的方法。其中单元母板一般为总线结构的无源母板,它提供模块间互联的信号通路。
  实现CNC系统模块化设计的条件是总线(BUS)标准化。采用模块化结构时,CNC系统设计工作则可归结为功能模块的合理选用。

  1、计算机主板和系统总线(母板)
  计算机主板是CNC装置的核心。
  功能结构:
  CPU及其外围芯片;内存单元及其外围芯片;通讯接口(串口,并口,键盘接口)。软、硬驱动器接口。
  计算机主板的主要作用:
  对输入到CNC装置中的各种数据、信息(零件加工程序,各种I/O信息等)进行相应的算术和逻辑运算。并根据其处理结果,向各功能模块发出控制命令,传送数据,使用户的指令得以执行。
  系统总线(母板):由一组传送数字信息的物理导线组成,它是计算机系统内部进行数据或信息交换的通道:
  数据总线:8根数据线、总线宽度8位;地址总线:16根地址线(直接寻址64k);
  控制总线:
  工业用PC机的总线母板是独立的无源四层板(走线面、元件面、电源层和地线层),它的可靠性高于两层板。其规格有6槽、8槽、12槽、14槽等。
  2、显示模块(显示卡)
  显示卡的主要作用:
  接收来自CPU的控制命令和显示用的数据,经与CRT的扫描信号调制后,产生CRT显示器所需要的视频信号,在CRT上产生所需要的画面。
  在CNC装置中,CRT显示是一个非常重要的功能,它是人机交流的重要媒介,它给用户提供了一个直观的操作环境,可使用户能快速地熟悉适应其操作过程。
  显示卡是一个通用性很强的模块。它不仅随时可以在市场上买到,而且它还有非常丰富的支持软件,因此无需用户自己开发。
  3、输入/输出模块(多功能卡)
  它是CNC装置与外界进行数据和信息交换的接口板,即CNC装置通过该接口可以从输入设备获取数据,也可以将CNC装置中的数据送给输出设备。
  该模块也是标准的PC机模块,一般不需要用户自己开发。如果计算机主板选用的是标准主板,则此板可省略。
  以上三部分(计算机主板、显示卡、输入/输出),再配上键盘、电源、机箱,实际上是一部通用的微型计算机系统,它是CNC装置的核心,从某种意义上讲,CNC装置的档次和性能是由它决定的。因此,CNC装置中计算机系统的合理选用是至关重要的。
文章关键词: CNC装置   l硬件体系
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