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多微处理器数控装置

多微处理器数控装置 本文关键字 微处理器,数控,装置 (1)功能模块 多微处理器数控装置把机床数字控制这个总任务划分成多个子任务,硬件 系统和软件系统一般均采用模块化结构,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*各功能单元之间可采用紧捅合,有集中的操作系 统;也可采用松精合,用多重操作系统有效地实现并行处理。模块化结构的多微 处理器数控装置中的基本功能模块一胶有以下6种,如图4—1所示。 ①CNC管理模块,这是实现管理和组织整个CNc系统的功能模块,如系统 的初始化、中断管理、总线仲裁、系统出错的识别和处理、系统软硬件的诊断等功 能由该模块完成。 ②cNc插补模块,该模块完成零件程序的译码、刀具半径补偿、坐标位移 量的计算和进给速度处理等插补前的预处理,然后进行插补计算,为各坐标轴提 供位移给定值。 ③P[工模块,零件程序中的开关功能和由机床来的信号等在这个模块中作 逻辑处理,实现各功能和操作方式之间的连锁,机床电气设备的启、停,刀具交 换,转台分度、工件数量和运转时间的计数等。 ④位置控制模块,该模块将插补后的坐标位置给定值与位置检测器测得的 位置实际值进行比较,求出差值,然后通过系统增益调整,进行自动加减速、回基 准点、伺服系统滞后量的监视和漂移及误差补偿。最后得到并输出速度控制的 模拟电压(或数字信号),用于控制伺服进给电机运行。 ⑤操作控制数据输入、输出和显示模块,该模块包括零件程序、参数和数据 以及各种操作命令的输入、输出以及显示所需的各种接口电路和程序。 ⑥存储器模块,该模块是存放程序和数据的主存储器,是各功能模块问数 据传送的共享存储器。每个cPu控制模块中还有局部存储器。 随着州c装置的功能与结构的不同,功能模块的划分和多少也不同。 要进一步扩充功能,可再增加相应的模块。 (2)通讯方式 多微处理机数控装置区别于单微处理机数控装置的最显著特点是功能模块 之间的通讯,主要采用共事总线结构和共享存贮器结构两种类型。 ①共享总线结构,如图4—1所示,是将带cPu或DMA的模块、即主模块直 接挂在共享总线上,这种结构配置灵活,结构简单,无源总线造价低,因此经常被 采用。缺点是会引起竞争,使信息传输串降低.总线一旦出现故障.会影响全局。

⑦共享存贮器结构,如图4—2所 示,采用多端口存贮器来实现多微处 理器之间的互连和通信、即数据交换, 每个端口都配备有一套数据、地址和 控制线,以供端口访问,由专门的多端 口控制逻辑电路解决访问的冲突问 题。当微处理器数量增多时,往往会 由于争用共享而造成信息传输的阻 塞,降低系统效率,因此这种结构功能 扩展比较困难o (3)多微处理器数控装置的特点 ①计算处理速度高.多处理器结构中每一个处理器完成系统中指定的一部 分功能,独立执行程序,并行运行,比单微处理器提高了计算处理速度。它适应 多轴控制、高进给速度、高精度、高效率的数控要求。由于系统共享资源,性能价 格比也较高。 ⑨可靠性高,由于系统中每个微处理器分管各自的任务,形成若干模块。 插件模块更换方便,可使故障对系统影响减到最小。共享资源省去了重复机构, 不但降低造价,也提高了可幂性。③有良好的适应性和扩展性,多微处理机的cNc装置大都采用模块化结 构。可将微处理器、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。功能模块问有明确定义的接口,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驯C装置,使 设计简单.有良好的适应性和扩展性。 ④硬件易于组织规模生产,一般硬件是通用的,容易配置,只要开发新的软 件就可构成不同的cNc装置,便于组织规模生产,保证质量,形成批量。

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