在数控装置中使用了多种输入/输出接口,其中有开关量输入/输出接口、模拟量输入/输出接口、数字通信接口和其它一些标准计算机输入/输出设备接口。
开关量输入/输出接口在数控数控冲床中的开关量包括开关状态的闭合和断开、指示灯的亮和灭、继电器和接触器的吸合和释放、电动机的启动和停止、晶闸管的通断、阀门的打开和关闭,以及脉冲信号计数和定时信号等,这些信号的共同特征是以二进制的逻辑信号“1”和“0”出现。这些开关量的电气接口形式是多种多样的。在某些情况下输出信号还必须具备大功率的驱动能力。
数控冲床典型开关量输入输出接口的电路如图9—8所示,它一般由三个部分组成,其总线接口逻辑电路、输入/输出缓冲器和输入/输出电气接口。总线接口逻辑电路视总线不同而不同,它主要完成对总线信号进行缓冲和驱动,并对地址信号进行译码,产生输入/输出端口的译码信号。输入缓冲器接收由外部输入的信号,等待微处理器将这些输入信号取走;输出缓冲器锁存微处理器向外部输出信号。输入/输出电气接口是信号调理电路,它的功能主要是滤波、电平转换、电气隔离和功率驱动。
(2)模拟量输人输出接口数控数控冲床中的被测量(如:位移、速度、温度、力矩等)往往是连续变化的模拟信号,而执行机构(如电动机)最需要以模拟量来驱动,因此模拟量输入/输出接口是数控系统中一种重要的接口方式。被测模拟量输入接口电路即A/D转换接口电路,被测模拟量(实际位置和速度等)经过信号处理后,输入模拟量输入接口,由A/D转换器转换为数字量后,才能为数控装置的计算机控制电路所接受;模拟量输出接口电路即D/A转换接口电路,数控系统送往执行机构的控制信号(位置命令和速度命令)应经过模拟量输出接口的D/A转换和信号调理后才能为执行机构所接受。如图9-9所示是一般的模拟量输入接口电路,主要由多路开关、采样保持器、A/D转换器、数据缓冲器及数控系统内部总线接口逻辑电路所组成。电路采用分时多路工作方式,系统控制多路开关选择某一路信号,其中的信号经采样保持后送至A/D转换器,由A/D转换器转换成二进制数据后暂存在数据缓冲器中,供其它电路模块使用。总线接口逻辑电路根据不同的总线而异,和开关量输入/输出接口类似,它对总线信号进行缓冲和驱动,并对地址信号进行译码,实现通道的选择和数据缓冲器中数据的输入。在模拟电路和总线接口之间要采用光电隔离。图9-10中所示是一种典型的12位转换接口电路,一般的模拟量输出接口主要有数控系统内部总线接口逻辑、通道选择器、转换器和信号调理电路组成。数控系统内部总线接口逻辑对要输出的数据进行缓冲后,同时送到各路D/A转换器的输入端,由通道选择器产生的选通信号选择一个转换通道,该通道数据由D/A转换器转换为模拟量,送往信号调理电路,调理电路按照接受模拟量输出的执行机构的要求,对模拟信号进行各种变换后,输出给相应执行机构。
(3)常见的数字通信接口在网络通信和数控装置的串行通信中常采用的是EIA RS232C、20mA电流环、EIA RS - 422以及EIA RS - 485等这些标准的接口。