在數(shù)控裝置中使用了多種輸入/輸出接口,其中有開關(guān)量輸入/輸出接口、模擬量輸入/輸出接口、數(shù)字通信接口和其它一些標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)輸入/輸出設(shè)備接口。
開關(guān)量輸入/輸出接口在數(shù)控?cái)?shù)控沖床中的開關(guān)量包括開關(guān)狀態(tài)的閉合和斷開、指示燈的亮和滅、繼電器和接觸器的吸合和釋放、電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和停止、晶閘管的通斷、閥門的打開和關(guān)閉,以及脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)和定時(shí)信號(hào)等,這些信號(hào)的共同特征是以二進(jìn)制的邏輯信號(hào)“1”和“0”出現(xiàn)。這些開關(guān)量的電氣接口形式是多種多樣的。在某些情況下輸出信號(hào)還必須具備大功率的驅(qū)動(dòng)能力。
數(shù)控沖床典型開關(guān)量輸入輸出接口的電路如圖9—8所示,它一般由三個(gè)部分組成,其總線接口邏輯電路、輸入/輸出緩沖器和輸入/輸出電氣接口?偩接口邏輯電路視總線不同而不同,它主要完成對(duì)總線信號(hào)進(jìn)行緩沖和驅(qū)動(dòng),并對(duì)地址信號(hào)進(jìn)行譯碼,產(chǎn)生輸入/輸出端口的譯碼信號(hào)。輸入緩沖器接收由外部輸入的信號(hào),等待微處理器將這些輸入信號(hào)取走;輸出緩沖器鎖存微處理器向外部輸出信號(hào)。輸入/輸出電氣接口是信號(hào)調(diào)理電路,它的功能主要是濾波、電平轉(zhuǎn)換、電氣隔離和功率驅(qū)動(dòng)。
(2)模擬量輸人輸出接口數(shù)控?cái)?shù)控沖床中的被測(cè)量(如:位移、速度、溫度、力矩等)往往是連續(xù)變化的模擬信號(hào),而執(zhí)行機(jī)構(gòu)(如電動(dòng)機(jī))最需要以模擬量來(lái)驅(qū)動(dòng),因此模擬量輸入/輸出接口是數(shù)控系統(tǒng)中一種重要的接口方式。被測(cè)模擬量輸入接口電路即A/D轉(zhuǎn)換接口電路,被測(cè)模擬量(實(shí)際位置和速度等)經(jīng)過(guò)信號(hào)處理后,輸入模擬量輸入接口,由A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后,才能為數(shù)控裝置的計(jì)算機(jī)控制電路所接受;模擬量輸出接口電路即D/A轉(zhuǎn)換接口電路,數(shù)控系統(tǒng)送往執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制信號(hào)(位置命令和速度命令)應(yīng)經(jīng)過(guò)模擬量輸出接口的D/A轉(zhuǎn)換和信號(hào)調(diào)理后才能為執(zhí)行機(jī)構(gòu)所接受。如圖9-9所示是一般的模擬量輸入接口電路,主要由多路開關(guān)、采樣保持器、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)緩沖器及數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部總線接口邏輯電路所組成。電路采用分時(shí)多路工作方式,系統(tǒng)控制多路開關(guān)選擇某一路信號(hào),其中的信號(hào)經(jīng)采樣保持后送至A/D轉(zhuǎn)換器,由A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)據(jù)后暫存在數(shù)據(jù)緩沖器中,供其它電路模塊使用。總線接口邏輯電路根據(jù)不同的總線而異,和開關(guān)量輸入/輸出接口類似,它對(duì)總線信號(hào)進(jìn)行緩沖和驅(qū)動(dòng),并對(duì)地址信號(hào)進(jìn)行譯碼,實(shí)現(xiàn)通道的選擇和數(shù)據(jù)緩沖器中數(shù)據(jù)的輸入。在模擬電路和總線接口之間要采用光電隔離。圖9-10中所示是一種典型的12位轉(zhuǎn)換接口電路,一般的模擬量輸出接口主要有數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部總線接口邏輯、通道選擇器、轉(zhuǎn)換器和信號(hào)調(diào)理電路組成。數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部總線接口邏輯對(duì)要輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行緩沖后,同時(shí)送到各路D/A轉(zhuǎn)換器的輸入端,由通道選擇器產(chǎn)生的選通信號(hào)選擇一個(gè)轉(zhuǎn)換通道,該通道數(shù)據(jù)由D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為模擬量,送往信號(hào)調(diào)理電路,調(diào)理電路按照接受模擬量輸出的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的要求,對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行各種變換后,輸出給相應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
(3)常見的數(shù)字通信接口在網(wǎng)絡(luò)通信和數(shù)控裝置的串行通信中常采用的是EIA RS232C、20mA電流環(huán)、EIA RS - 422以及EIA RS - 485等這些標(biāo)準(zhǔn)的接口。