数控系统的基本硬件结构

一、基本硬件组成
数控系统(CNC)通常由微机基本系统、人机界面接口、通信接口、进给轴位置控制接口、主轴控制接口以及辅助功能控制接口等部分组成。

二、微机基本系统
通常微机基本系统是由微处理器CPU、存储器(EPROM、RAM)、定时器、中断控制器、输入输出接口等组成。
（1）微处理器CPU 它是整个数控系统的核心，常用的有8位、16位、32位的CPU。对于中、低档的数控系统，一般采用8位或16位CPU，对于高档的数控系统，一般采用32位CPU。
（2）存储器 它分为只读存储器(ROM)和随机存储器(RAM)。ROM主要用来存储数控系统的控制软件，RAM主要用来存储用户的零件加工程序和数据等。存储器容量的大小，由数控系统的复杂程度和用户的需求来决定，如图2－2所示。

图2－2

（3）定时器与中断控制器 它用于计算机系统的定时控制与多级中断管理。
三、接口
1. 人机界面接口
2. 通信接口
一般CNC装置带有RS232C串行接口或DNC通信接口，可实现DNC方式的数控加工。高档的CNC装置还配有FMS等高性能通信接口，按制造自动化协议（manufacturing automation protocol, MAP）等通信，可实现车间或工厂生产自动化。
3. 进给轴的位置控制接口
实现进给轴的位置控制包括三个方面的内容：一是进给速度的控制，二是插补运算，三是位置闭环控制。
进给轴位置控制接口包括模拟量输出接口和位置反馈计数器接口。模拟量输出接口采用数模转换器DAC，输出模拟电压，用以控制速度伺服单元。模拟电压的正负和大小分别决定了电动机的转动方向和转速。位置反馈计数器接口能检测并记录位置反馈元件（如光电编码器）所发回的信号，从而得到进给轴的实际位置。
4. 主轴控制接口
主轴S功能可分为无级变速、有级变速和分段无级变速三大类。当数控机床配有主轴驱动装置时，可利用系统的主轴控制接口输出模拟量进行无级变速。
5. MST控制接口
数控系统的MST功能是通过开关量输入/输出接口完成。MST功能的开关量控制逻辑关系复杂，在数控机床中一般采用可编程序控制器（programmable logic controller,plc）来实现MST功能。