机电设备评估基础：数控机床及工业机器人(3)

会计考友

　　第二节 CNC装置
; N3 A  c" G/ w) R2 l" w　　一、CNC装置所具有的功能(熟悉)
* M% v" Q7 C  |$ b' m　　CNC装置的基本功能包括控制功能、准备功能、插补功能、进给功能、主轴功能、辅助功能、刀具功能、字符显示功能及诊断功能等;还有一些功能，属于CNC装置的选择功能，如补偿功能、固定循环功能、图形显示功能、通信功能、在线自动编程功能等。
　　二、CNC装置的硬件结构
- H! i+ E. C# L) L% ?0 B9 t- s　　(一)单微处理器结构和多微处理器结构CNC装置的结构、特点及区别(掌握)
　　CNC装置的硬件有单微处理器和多微处理器结构两种结构形式。
　　单微处理器结构CNC装置采用以总线为中心的计算机结构，微处理器通过总线与存储器、PLC、位置控制器及各种接口相连。CNC装置的接口包括与机床侧的信号输入输出接口、与上位计算机的通信接口及与标准输入输出设备的接口。
8 L# K4 [# S( t4 g　　单微处理器CNC装置只有一个微处理器。有的CNC装置虽然有两个或两个以上微处理器，但只有一个微处理器能够控制总线，占有总线资源，其他微处理器不能控制系统总线，不能访问主存储器，只作为智能部件工作，这种CNC装置也属于单微处理器结构。由于只有一个微处理器，因此多采用集中控制、分时处理的方式完成数控的各项功能。由于所有数控功能由一个微处理器完成，因此CNC装置的功能将受微处理器的字长、数据宽度、寻址能力和运算速度等因素的限制。CNC装置的档次主要由微处理器的品质决定。
　　按印刷电路板插接方式的不同单微处理器结构CNC装置分为大板结构和模块化结构。
) J& S3 Y, }1 Z　　多微处理器结构CNC装置都采用模块化结构，有多个微处理器，每个微处理器分管各自的任务，形成特定的功能单元，即功能模块。基本功能模块包括CNC管理模块、CNC插补模块、位置控制模块、存储器模块、PLC模块和指令、数据的输入输出及显示模块。进一步扩展功能，可增加相应模块。多微处理器结构CNC装置各模块之间的互连和通信除了采用共享总线结构外，还采用共享存储器结构。
　　多微处理器结构CNC装置采用积木方式组成CNC装置，具有良好的适应性和扩展性。插件模块更换方便，可使故障对系统的影响降到最低。运算速度高，更适合多轴控制、高进给速度、高精度、高效率的数控要求。
　　单微处理器结构和多微处理器结构CNC装置的区别归纳如下：
5 b5 `- e1 r4 m. ]/ G　　(1)单微处理器结构CNC装置只有一个微处理器能够控制总线，占有总线资源，而多微处理器结构CNC装置有多个微处理器.
　　(2)单微处理器结构·CNC装置采用以总线为中心的计算机结构，而多微处理器结构CNC装置各模块之间的互连和通信除了采用共享总线结构外，还采用共享存储器结构。
5 a+ O- T" Z, O0 _  u% b8 e7 Y- y　　(3)单微处理器结构CNC装置有大板和模块两种结构形式，而多微处理器结构CNC装置都采用模块化结构形式。
7 M) n& l2 h8 @. }6 l　　(4)单微处理器结构CNC装置的功能受微处理器的字长、数据宽度、寻址能力和运算速度等因素的限制，用于控制功能不十分复杂的数控机床中。多微处理器结构CNC装置适合多轴控制、高进给速度、高精度、高效率的数控机床。
　　(5)与单微处理器结构CNC装置相比，多微处理器结构CNC装置具有更好的适应性和扩展性。使故障对系统的影响更低。
6 X$ i8 |" y3 {0 O' B　　(二)专用CNC装置与开放式CNC装置(了解)
　　CNC装置的开放化是制造业最终用户、机床生产厂家以及CNC生产厂家共同的需求。开放化具体体现在：系统组成内部的开放化，亦即系统内部硬、软的公开化;系统组成各部分之间的开放化，即使各组成部分(如CNC、伺服驱动、主轴驱动等)之间的接口标准化。其组成方式一般有：
8 j. B6 Z% `* x0 \6 B; C9 I0 S% C　　(1)PC连接型CNC，是一种将现有CNC与PC通过串行通信连接起来的一种形式。
　　(2)PC内藏型CNC，即在CNC内部加装PC，PC与CNC之间通过专用总线连接。
( w7 Z/ a8 A+ G　　(3)CNC，内藏型PC，即在通用PC的扩展槽中插入专用CNC，专用CNC具有包括加工轨迹生成等几乎所有的CNC处理功能。
& B8 s# x; `: g" {( U1 b　　(4)全软件型NC，即CNC的全部功能都由PC完成，并通过装在PC扩展槽中的接口卡进行伺服驱动控制。