构成与分类
随着大规模集成电路技术和表面安装技术的发展,数控系统硬件模块及安装方式不断改进。从数控系统的总体安装结构看,有整体式结构和分体式结构两种。
所谓整体式结构是把 CRT 和 MDI 面板、操作面板以及功能模块板组成的电路板等安装在同一机箱内。这种方式的优点是结构紧凑,便于安装,但有时可能造成某些信号连线过长。分体式结构通常把 CRT 和 MDI 面板、操作面板等做成一个部件,而把功能模块组成的电路板安装在一个机箱内,两者之间用导线或光纤连接。许多数控电火花机床把操作面板也单独作为一个部件,这是由于所控制电火花机床的要求不同,操作面板相应地要改变,做成分体式的有利于更换和安装。
数控操作面板在数控电火花机床上的安装形式有吊挂式、床头式、控制柜式、控制台式等多种。
从组成数控系统的电路板的结构特点来看,有两种常见的结构,即大板式结构和模块化结构。
大板式结构的特点是,一个系统一般都有一块大板,称为主板。主板上装有主 CPU 和各轴的位置控制电路等。其他相关的子板 ( 完成一定功能的电路板 ) ,如 ROM 板、零件程序存储器板和 PLC 板都直接插在主板上面,组成数控系统的核心部分。由此可见,大板式结构紧凑,体积小,可靠性高,价格低,有很高的性能 / 价格比,也便于机床的一体化设计。大板结构虽有上述优点,但它的硬件功能不易变动,不利于组织生产。
另外一种柔性比较高的结构就是总线模块化的开放系统结构,其特点是将微处理机、存储器、输入输出控制分别做成插件板 ( 称为硬件模块 ) ,甚至将微处理机、存储器、输入输出控制组成独立微计算机级的硬件模块,相应的软件也是模块结构,固化在硬件模块中。硬软件模块形成一个特定的功能单元,称为功能模块。功能模块间有明确定义的接口,接口是固定的,成为工厂标准或工业标准,彼此可以进行信息交换。于是可以积木式组成数控系统,使设计简单,有良好的适应性和扩展性,试制周期短,调整维护方便,效率高。