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        單微處理結構的CNC系統

        時間: 2021-05-31    作者:admin 點擊: ( 31 ) 次

        單微處理結構的CNC系統

        所謂單微處理器結構,是指在CNC裝置中只有一個徼處理器(CPU),工作方式是集中控制,分時處理數控系統的各項任務,如存儲、插補運算、輸入輸出控制、CRT顯示等。某些CNC裝置雖然用了兩個以上的CPU,但能夠控制系統總線的只是其中的一個CPU,它獨占總線資源,通過總線與存儲器、輸入輸出控制等各種接口相連。其他的CPU則作為專用的智能部件,它們不能控制總線,也不能訪問存儲器。這是一種主從結構,故被歸納于單微處理器結構中,單微處理器結構框圖如圖2-4所示,其結構簡單,容易實現。

        單微處理器結構的CNC裝置可劃分為計算機部分、位置控制部分、數據輸入/輸出接口及外圍設備。

        微處理器CPU是CNC裝置的核心,CPU執行系統程序,首先讀取工件加工程序,對加工程序段進行譯碼和數據處理,然后根據處理后得到的指令,進行對該加工程序段的實時插補和機床位置伺服控制。它還將輔助動作指令通過可編程控制器(PLC)送到機床,同時接收由PLC返回的機床各部分信息并予以處理,以決定下一步的操作。

        位置控制部分包括位置控制單元和速度控制單元。位置控制單元接收經插補運算得到的每一個坐標軸在單位時間間隔內的位移量,控制伺服電動機工作,并根據接收到的實際位置反饋信號,修正位置指令,實現機床運動的準確控制。同時產生速度指令送往速度控制單元,速度控制單元將速度指令與速度反饋信號相比較,修正速度指令,用其差值去控制伺服電動機以恒定速度運轉。

        數據輸入/輸出接口與外圍設備是CNC裝置與操作者之間交換信息的橋梁。例如,通過MDI方式或串行通信,可將工件加工程序送入CNC裝置;通過CRT顯示器,可以顯示工件的加工程序和其他信息。

        在單微處理器結構中,由于僅由一個微處理器進行集中控制,其功能將受CPU字長,數據字節數、尋址能力和運算速度等因素的限制。如果插補等功能由軟件來實現,則數控功能的實現與處理速度就成為突出的矛盾。解決矛盾的措施可以有:增加浮點協處理器、采用帶有CPU的PLC和CRT等智能部件。


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