CNC装置

★★★★★一、CNC装置所具备的功能

由计算机(硬件和软件)、可编程序控制器(PLC)和接口电路。

控制功能、准备功能、插补功能、进给功能、主轴功能、辅助功能、选刀和工作台分度功能、字符显示功能、诊断功能属于数控机床必备的基本功能，价格比较便宜;

补偿功能、固定循环功能、图形显示功能、通信功能及在线自动编程功能属于选择功能，用户可根据需要加以选用。

★★★二、CNC装置的硬件结构

微处理器(CPU)是CNC装置的核心，由运算器和控制器两部分组成。主要指标是主频和字长。

(一)单微处理器结构与多微处理器结构CNC装置

1.单微处理器结构CNC装置。

结构：单微处理器CNC装置只有一个微处理器，或虽然有两个以上的微处理器，但其中只有一个微处理器能够控制总线，而其他微处理器不能控制系统总线，不能访问主存储器，各微处理器组成主从结构。

采用以总线为中心的计算机结构。

分类：按照印刷电路插接方式的不同，单微处理器结构的 CNC 装置可以分为：

(1)大板结构;(2)模块化结构。

2.多微处理器结构CNC装置。

与单微处理器结构CNC装置相比，运算速度更高，更适合于多轴控制、高进给速度、高精度、高效率的数控要求。

多微处理器结构CNC装置多采用模块化结构，每个功能模块分管各自的任务。由于采用模块化结构，采取积木方式组成CNC装置，因此具有良好的适应性和扩展性。发生故障时可及时更换模块。

多微处理器CNC装置各模块之间的连接和通信主要采用共享总线和共享存储器两类结构。

(二)专用CNC装置与开放式CNC装置

CNC装置的开放化主要体现在：

(1)系统组成内部的开放化，(2)系统组成各部分之间的开放化

开放式CNC装置，常称为PC—NC系统，其组成方式一般有以下几种：PC连接型CNC;PC内藏型CNC;CNC内藏型PC;全软件型NC。

★★★★★三、CNC装置的软件

(一)CNC 装置的控制流程

数控机床在工作的全过程中，接受CNC装置的两类控制：实现各坐标轴运行的“数字控制”，即NC控制;完成各种应答动作的“辅助控制”。

(二)CNC装置的多任务并行处理

控制任务包括译码、刀具补偿、速度处理、插补、位置控制等，这类任务要求很强的实时性;

管理任务包括人机界面管理、程序的输入输出、显示、诊断等。相对于控制任务而言，管理任务的特点是实时性要求不高。

★★★四、可编程序控制器

(一)PLC概述

1.组成：包括硬件和软件两部分。

PLC硬件包括基本组成部分、I/O扩展部分和外部设备三大部分。软件包括系统软件和应用软件。

2.PLC的基本技术指标

存储器容量、扫描速度、I/O点数、编程语言

3.PLC的特点。

(1)控制程序可变，具有良好的柔性。

(2)采用面向过程的语言，编程方便。

(3)功能完善。

(4)扩充方便，配置灵活。

(5)系统构成简单，安装调试方便。

(6)可靠性高。

(二)PLC在数控机床中的应用

作用：接受来自零件加工程序的开关功能信息(M、S、T 即辅助功能、主轴转速功能和刀具功能)以及机床操作面板上的开关量信号，进行逻辑处理，完成输出控制功能，实现各功能以及操作方式的连锁。

内装型PLC和独立型PLC之间的区别：

(1)内装型PLC的硬件和软件被作为CNC装置的基本功能统一设计，其性能指标由所属的CNC装置的性能，规格确定。而独立型PLC是根据数控机床对控制功能要求进行灵活选购或自行开发的单独的PLC机。

(2)内装型PLC可以与CNC共用一个微处理器，而独立型PLC不能与CNC共用一个微处理器。

(3)内装型PLC与CNC其它电路同装在一个机箱内，共用一个电源和地线。而独立型PLC本身采用模块化结构，单独装在插板式笼箱内，I/O点数可通过I/O模块或插板的增减灵活配置。

(4)内装型PLC对外没有单独配置的I/O接口电路，而是使用CNC装置本身的I/O接口电路。而独立型PLC有自己的I/O接口电路，PLC与CNC装置、PLC与机床侧都通过I/O接口电路连接。

(5)独立型PLC可以扩展CNC的控制功能，可以形成两个以上的附加轴控制。而内装型PLC不可以。

(6)在性能/价格比上，内装型PLC高于独立型。

★五、CNC装置的选择

1.根据数控机床的加工类别，有针对性的选择。

2.根据数控机床的设计指标和性价比进行选择。

3.具备基本功能的CNC装置相对便宜，而带有选择功能的CNC装置比较贵。所以，对于选择功能，需要的再选。

4.一次考虑周全，不要遗漏。

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（责任编辑：昆凌）

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