数控系统接口

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、进给轴位置掌握接口、主轴掌握接口以及帮助功能掌握接口等部分组成。

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、中断掌握器、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，一般采纳8位或16位CPU，对于高档的数控系统，一般采纳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掌握软件，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，由数控系统的简单程度和用户的需求来打算，如图2－2所示。

CPU中断向量存放区系统掌握软件数据暂存区刀具参数表G53-G59参数表丝杠间隙值螺距误差表系统参数表零件加工程序名目零件加工程序存放区图2－2（3）定时器与中断掌握器它用于计算机系统的定时掌握与多级中断管理。

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. 进给轴的位置掌握接口实现进给轴的位置掌握包括三个方面的内容：一是进给速度的掌握，二是插补运算，三是位置闭环掌握。

进给轴位置掌握接口包括模拟量输出接口和位置反馈计数器接口。

模拟量输出接口采纳数模转换器DAC，输出模拟电压，用以掌握速度伺服单元。

模拟电压的正负和大小分别打算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. 主轴掌握接口主轴S功能可分为无级变速、有级变速和分段无级变速三大类。

网络数控制造系统中常用DNC通讯接口模式关键字：DNC 通讯接口网络数控制造DNC 分布式数字控制（ DiSTributed Numerical Control） , 是以计算机技术、通讯技术、数控技术等为基础，把数控机床与上层控制计算机集成起来，从而实现数控机床的集中控制、管理，以及数控机床与上层控制计算机间的信息交换。

它是现代机械加工企业实现设备集成、信息集成、功能集成的一种新方法，是制造自动化的重要模式，也是实现CIMS 等集成制造系统的重要组成部分。

在过去十几年，人们将大量的精力投向FMS（Flexible ManufactureSystem）系统的研究，但实际应用结果表明， FMS 的这种不仅注重信息流的集成，更强调物流的集成与自动化，虽然具有运行效率高和自动化程度高等优点，但投资风险大、见效慢、可靠性较差。

相对于FMS, DNC 是投资小、见效快、并具有较好柔性的集成制造系统。

随着计算机技术、数控技术和网络通信技术的发展， DNC 的内涵和功能也在不断扩大，目前DNC 系统已具备制造数据传送、状态数据采集与处理、刀具管理、生产调度与监控、单元控制和CAD/CAPP/CAM 接口等功能。

在分析现有DNC 主机与数控系统通信接口功能的基础上，从DNC 通信接口功能的角度可将DNC 分为基本DNC、狭义DNC 和广义DNC 三种。

基本内容如表1 所示。

表1 DNC 分类目前，在实际DNC 系统集成应用中，常采用基于串行口通讯的接口模式、以太网络模式。

笔者重点对以上DNC 的二种通讯接口模式分别介绍。

1 基于串行口通讯的DNC 接口模式利用数控机床提供的RS232C 或RS485 接口，采用点对点型或星形拓扑结构，实现串行通信。

这是目前在车间中应用最多的一种通信方法，但这种通信方法存在工控微机多、投入成本高、管理和维护工作量大和易于出错等缺点。

目前使用的数控系统大多带有RS232C 串行通信接口。

实训二数控系统的连接及调试一、实验目的1、熟悉HED—21S数控系统综合试验台各个组成部件的接口。

2、读懂电气原理图，通过电气原理图独立进行数控系统各部件之间的连接。

3、了解数控系统的调试运行方法。

二、实训设备HED—21S数控系统综合实验台万用表工具三、相关知识包括数控装置，由变频器和三相异步电机构成主轴驱动系统，由交流伺服单元和交流伺服电机构成的进给伺服驱动系统，由步进电机构成的进给伺服驱动系统等的数控系统，可实现主轴驱动系统的速度控制，进给伺服驱动系统的开环、半闭环、闭环控制。

1．电源部分图 4—1 电源部分接线图2．继电器与输入/输出开关量图4-2电器部分接线图图 4—3 继电板部分接口图 4—4 输入开关量接线图图 4—5 输出开关量接线图3．数控装置与手摇单元和光栅尺图 4—6 手摇单元接线图图 4—7 数控装置与光栅尺连接4．数控装置与主轴的连接图 4—8 数控装置与主轴连接5．数控装置与步进驱动单元连接图 4—9 数控装置与步进驱动单元的连接6．数控装置与交流伺服单元的连接图 4—10 数控系统与交流伺服单元的连接7．数控系统刀架的连接图 4—11 刀架电动部分四、实训内容及骤1.数控系统的连接（1）电源回路的连接按前图接线，并用万用表检查电源电压和变压器输出端电压。

（2）数控系统继电器的输入/输出开关量连接按前图连接继电器和接触器，以及输入/输出开关量。

（3）数控装置和手摇单元的连接按前图连接手摇单元和光栅尺。

（4）数控装置和变频主轴的连接连接变频器和主轴电机强电电缆，以及数控装置和变频器信号线。

确保地线可靠。

（5）数控装置和交流伺服器的连接按前图连接交流伺服电机的强电电缆和码盘信号线，接入伺服单元电源。

地线可靠正确接地。

（6）数控装置和步进电机驱动器的连接按前图连接步进电机驱动器和步进电机，以及驱动器电源。

（7）数控系统刀架电动机的连接连接刀架电机。

2、数控系统调试(1)线路检查。

I、示标II、复习1、独立型PLC的特点2、PLC的在数控系统中的工作过程III、新授第四节数控系统系统的通信接口与网络一、数控系统装置的输入输出和通信要求数控系统装置作为控制独立的单台机床设备时，通常需要与下列设备相接并进行数据的输入、输出并与其他装置设备进行信息交换和传递，具体要求如下：（1）数据输入输出设备。

如光电纸带阅读机（PTR），纸带穿孔机（PP），零件的编程机和可编程控制器（PLC）的编程机等。

（2）外部机床控制面板，包括键盘和终端显示器。

特别是大型数控机床，为了操作方便，往往在机床一侧设置一个外部的机床控制面板。

其结构可以是固定的，或者是悬挂式的。

它往往远离数控系统装置。

早期数控系统装置采用专用的远距离输出输入接口，近来采用标准的RS-232C／20mA电流环接口。

（3）通用的手摇脉冲发生器。

（4）进给驱动线路和主轴驱动线路。

一般情况下，主轴驱动和进给驱动线路与数控系统装置装在同一机柜或相邻机柜内，通过内部连线相连，它们之间不设置通用输出输入接口。

例如，西门子公司Sinumerik3或8系统设有V24（RS-232C）／20mA接口供程序输入输出之用。

Sinumerik810／820设有两个通用V24／20mA接口，可用以连接数据输出输入设备。

而外部机床控制面板通过I／O模块相连。

规定V24接口传输距离不大干50m，20mA 电流环接口可达1000m。

随着工厂自动化（FA）和计算机集成制造系统（CIMS）的发展，数控系统装置作为FA 或CIMS结构中的一个基础层次，用作设备层或工作站层的控制器时，可以是分布式数控系统（DNC或称群控系统），柔性制造系统（FMS）的有机组成部分。

一般通过工业局部网络相连。

数控系统装置除了要与数据输出输入设备等外部设备相连接外，还要与上级主计算机或DNC 计算机直接通信或通过工厂局部网络相连，具有网络通信功能。

数控系统装置与上级计算机或单元控制器间交换的数据要比单机运行时多得多。

数控机床RS232通讯接口及参数介绍RS-232-C接口在数控机床上有9针或25针串口，其特点是简单，用一根RS232C电缆和电脑进行连接，实现在计算机和数控机床之间进行系统参数、PMC 参数、螺距补偿参数、加工程序、刀补等数据传输，完成数据备份和数据恢复，以及DNC加工和诊断维修。

一、RS-232-C简介RS-232-C接口（又称 EIA RS-232-C）在各种现代化自动控制装置上应用十分广泛，是目前最常用的一种串行通讯接口。

它是在1970年由美国电子工业协会（EIA）联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。

它的全名是“据终端设备（DTE）和数据通讯设备（DCE）之间串行二进制数据交换接口技术标准”，该标准规定采用一个25个脚的DB25连接器，对连接器的每个引脚的信号内容加以规定，还对各种信号的电平加以规定，一般只使用3～9根引线。

1、RS232C接口连接器引脚分配及定义DB-25和DB-9型插头座针脚功能如下：DB-9串行口的针脚功能 DB-25串行口的针脚功能针脚符号信号名称针脚符号信号名称1 DCD 载波检测8 DCD 载波检测2 RXD 接受数据3 RXD 接受数据3 TXD 发送数据 2 TXD 发出数据4 DTR 数据终端准备好20 DTR 数据终端准备好5 SG 信号地7 SG 信号地6 DSR 数据准备好 6 DSR 数据准备好7 RTS 请求发送 4 RTS 请求发送8 CTS 清除发送 5 CTS 清除发送9 RI 振铃指示22 RI 振铃指示DB-25插头外形DB-9插头外形2、端口参数和设置串口通信最重要的参数是波特率、数据位、停止位、奇偶校验和流控制。

对于两个进行通行的端口，这些参数必须相同：2.1 波特率：这是一个衡量通信速度的参数。

它表示每秒钟传送的bit的个数。

例如300波特表示每秒钟发送300个bit。

当我们提到时钟周期时，我们就是指波特率，例如如果协议需要4800波特率，那么时钟是4800Hz。

德威线切割机床接口定义摘要：1.德威线切割机床概述2.德威线切割机床的接口定义3.接口的使用方法和注意事项正文：【德威线切割机床概述】德威线切割机床是一种高精度的机械加工设备，主要用于金属材料的切割和加工。

它具有切割速度快、精度高、操作简单等优点，广泛应用于航空、航天、汽车、电子等领域。

【德威线切割机床的接口定义】德威线切割机床的接口定义主要包括以下几个部分：1.数控系统接口：数控系统是线切割机床的核心部分，主要负责控制切割过程。

德威线切割机床的数控系统接口支持G 代码编程，用户可以通过编写G 代码程序来控制切割过程。

2.切割头接口：切割头是线切割机床的关键部件，负责实际的切割工作。

德威线切割机床的切割头接口支持多种切割头类型，用户可以根据实际需求选择合适的切割头。

3.工件接口：工件接口是线切割机床与工件之间的连接部分，主要负责支撑和固定工件。

德威线切割机床的工件接口具有较强的适应性，可以支持各种形状和大小的工件。

4.传感器接口：传感器接口是线切割机床与传感器之间的连接部分，主要负责实时监测切割过程中的各种参数。

德威线切割机床的传感器接口支持多种传感器类型，如压力传感器、温度传感器等。

【接口的使用方法和注意事项】在使用德威线切割机床的接口时，需要注意以下几点：1.确保数控系统、切割头、工件和传感器等部件的接口连接牢固可靠，避免因连接不良导致的设备故障。

2.在使用过程中，不要随意更改接口的连接方式，以免影响设备的正常运行。

3.定期检查接口连接部位的磨损情况，如有磨损，应及时更换相应的部件。

4.在设备断电或停机时，应将所有接口断开，以确保设备和人员的安全。

总之，德威线切割机床的接口定义合理，易于操作和使用。