第三章數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1、第三章第三章 CNC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制方法系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制方法從從自動(dòng)控制自動(dòng)控制的角度來(lái)看，的角度來(lái)看，CNC系統(tǒng)是系統(tǒng)是一種位置、速度（還包括電流）控制系統(tǒng)，一種位置、速度（還包括電流）控制系統(tǒng)，其其本質(zhì)上本質(zhì)上是以多執(zhí)行部件是以多執(zhí)行部件(各運(yùn)動(dòng)軸各運(yùn)動(dòng)軸)的位的位移量、速度為控制對(duì)象并使其協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)的移量、速度為控制對(duì)象并使其協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，是一種配有專用操作系統(tǒng)自動(dòng)控制系統(tǒng)，是一種配有專用操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。CNCCNC系統(tǒng)的功能系統(tǒng)的功能 v 控制軸有控制軸有移動(dòng)軸移動(dòng)軸和和回轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)軸，有，有基本軸基本軸和和附加附加軸軸。通過(guò)軸的聯(lián)動(dòng)可以完成輪廓軌跡的加工

2、。通過(guò)軸的聯(lián)動(dòng)可以完成輪廓軌跡的加工。一般數(shù)控車床只需二軸控制，二軸聯(lián)動(dòng)一般數(shù)控車床只需二軸控制，二軸聯(lián)動(dòng)；一般一般數(shù)控銑床需要三軸控制、三軸聯(lián)動(dòng)或多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控銑床需要三軸控制、三軸聯(lián)動(dòng)或多軸聯(lián)動(dòng)；一般加工中心為多軸控制，三軸聯(lián)動(dòng)?？刂戚S一般加工中心為多軸控制，三軸聯(lián)動(dòng)。控制軸數(shù)越多，特別是同時(shí)控制的軸數(shù)越多，要求數(shù)越多，特別是同時(shí)控制的軸數(shù)越多，要求CNC系統(tǒng)的功能就越強(qiáng)，同時(shí)系統(tǒng)的功能就越強(qiáng)，同時(shí)CNC系統(tǒng)也就系統(tǒng)也就越復(fù)雜，編制程序也越困難。越復(fù)雜，編制程序也越困難。 v2. 幾何參數(shù)幾何參數(shù)CNC設(shè)定的最小設(shè)定單位設(shè)定的最小設(shè)定單位插補(bǔ)方式插補(bǔ)方式控制軸數(shù)控制軸數(shù) P4v準(zhǔn)備功能也稱準(zhǔn)

3、備功能也稱G指令代碼，它用來(lái)指定機(jī)床運(yùn)指令代碼，它用來(lái)指定機(jī)床運(yùn)動(dòng)方式的功能，包括基本移動(dòng)、平面選擇、坐動(dòng)方式的功能，包括基本移動(dòng)、平面選擇、坐標(biāo)設(shè)定、刀具補(bǔ)償、固定循環(huán)等指令。標(biāo)設(shè)定、刀具補(bǔ)償、固定循環(huán)等指令。v對(duì)于對(duì)于點(diǎn)位式點(diǎn)位式的加工機(jī)床，如鉆床、沖床等，需的加工機(jī)床，如鉆床、沖床等，需要點(diǎn)位移動(dòng)控制系統(tǒng)。對(duì)于要點(diǎn)位移動(dòng)控制系統(tǒng)。對(duì)于輪廓控制輪廓控制的加工機(jī)的加工機(jī)床，如車床、銑床、加工中心等，需要控制系床，如車床、銑床、加工中心等，需要控制系統(tǒng)有兩個(gè)或兩個(gè)以上的進(jìn)給坐標(biāo)具有聯(lián)動(dòng)功能。統(tǒng)有兩個(gè)或兩個(gè)以上的進(jìn)給坐標(biāo)具有聯(lián)動(dòng)功能。 v 根據(jù)加工工藝要求，根據(jù)加工工藝要求，CNC系統(tǒng)的進(jìn)給功能

4、用系統(tǒng)的進(jìn)給功能用F指指令代碼直接指定數(shù)控機(jī)床加工的進(jìn)給速度。令代碼直接指定數(shù)控機(jī)床加工的進(jìn)給速度。 v（1）切削進(jìn)給速度切削進(jìn)給速度 以每分鐘進(jìn)給的毫米數(shù)指定刀具以每分鐘進(jìn)給的毫米數(shù)指定刀具的進(jìn)給速度，如的進(jìn)給速度，如100mm/min。對(duì)于回轉(zhuǎn)軸，表示每。對(duì)于回轉(zhuǎn)軸，表示每分鐘進(jìn)給的角度。分鐘進(jìn)給的角度。v（2）同步進(jìn)給速度同步進(jìn)給速度 以主軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給的毫米數(shù)規(guī)定的以主軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給的毫米數(shù)規(guī)定的進(jìn)給速度，如進(jìn)給速度，如0.02mm/r。只有主軸上裝有位置編碼。只有主軸上裝有位置編碼器的數(shù)控機(jī)床才能指定同步進(jìn)給速度，用于切削螺紋器的數(shù)控機(jī)床才能指定同步進(jìn)給速度，用于切削螺紋的編程。的編程。v（

5、3）進(jìn)給倍率進(jìn)給倍率 操作面板上設(shè)置了進(jìn)給倍率開(kāi)關(guān)，倍操作面板上設(shè)置了進(jìn)給倍率開(kāi)關(guān)，倍率可以從率可以從0200%之間變化，每檔間隔之間變化，每檔間隔10%。使用倍。使用倍率開(kāi)關(guān)不用修改程序就可以改變進(jìn)給速度，并可以在率開(kāi)關(guān)不用修改程序就可以改變進(jìn)給速度，并可以在試切零件時(shí)隨時(shí)改變進(jìn)給速度或在發(fā)生意外時(shí)隨時(shí)停試切零件時(shí)隨時(shí)改變進(jìn)給速度或在發(fā)生意外時(shí)隨時(shí)停止進(jìn)給。止進(jìn)給。 v（1）轉(zhuǎn)速的編碼方式）轉(zhuǎn)速的編碼方式 一般用一般用S指令代碼指定。指令代碼指定。r/minv（2）指定恒定線速度）指定恒定線速度v 該功能可以保證該功能可以保證車床和磨床車床和磨床加工工件端面加工工件端面質(zhì)量和不同直徑的外圓的

6、加工具有相同的切削質(zhì)量和不同直徑的外圓的加工具有相同的切削速度。速度。 mm/minv（3）主軸定向準(zhǔn)停）主軸定向準(zhǔn)停 v 該功能使主軸在徑向的某一位置準(zhǔn)確停止，該功能使主軸在徑向的某一位置準(zhǔn)確停止，有有自動(dòng)換刀功能的機(jī)床自動(dòng)換刀功能的機(jī)床必須選取有這一功能的必須選取有這一功能的CNC裝置。裝置。 v 輔助功能用來(lái)指定主軸的啟、停和轉(zhuǎn)向；輔助功能用來(lái)指定主軸的啟、停和轉(zhuǎn)向；切削液的開(kāi)和關(guān)；刀庫(kù)的啟和停等，一般是開(kāi)切削液的開(kāi)和關(guān)；刀庫(kù)的啟和停等，一般是開(kāi)關(guān)量的控制。各種型號(hào)的數(shù)控裝置具有的輔助關(guān)量的控制。各種型號(hào)的數(shù)控裝置具有的輔助功能差別很大，而且有許多是自定義的。功能差別很大，而且有許多是自

7、定義的。 刀具功能用來(lái)選擇所需的刀具。刀具功能用來(lái)選擇所需的刀具。 v補(bǔ)償功能是通過(guò)輸入到補(bǔ)償功能是通過(guò)輸入到CNC系統(tǒng)存儲(chǔ)器的補(bǔ)償系統(tǒng)存儲(chǔ)器的補(bǔ)償量，根據(jù)編程軌跡重新計(jì)算刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡和量，根據(jù)編程軌跡重新計(jì)算刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡和坐標(biāo)尺寸，從而加工出符合要求的工件。補(bǔ)償坐標(biāo)尺寸，從而加工出符合要求的工件。補(bǔ)償功能主要有以下種類：功能主要有以下種類：v（1）刀具的尺寸補(bǔ)償?shù)毒叩某叽缪a(bǔ)償 如刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償、刀具如刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償、刀具半徑補(bǔ)償和刀尖圓弧補(bǔ)償。這些功能可以補(bǔ)償半徑補(bǔ)償和刀尖圓弧補(bǔ)償。這些功能可以補(bǔ)償?shù)毒吣p以及換刀時(shí)對(duì)準(zhǔn)正確位置，簡(jiǎn)化編程。刀具磨損以及換刀時(shí)對(duì)準(zhǔn)正確位置，簡(jiǎn)化編程。v（2）絲

8、杠的螺距誤差補(bǔ)償和反向間隙補(bǔ)償或絲杠的螺距誤差補(bǔ)償和反向間隙補(bǔ)償或者熱變形補(bǔ)償通過(guò)事先檢測(cè)出絲杠螺距誤差和者熱變形補(bǔ)償通過(guò)事先檢測(cè)出絲杠螺距誤差和反向間隙，并輸入到反向間隙，并輸入到CNC系統(tǒng)中，在實(shí)際加工系統(tǒng)中，在實(shí)際加工中進(jìn)行補(bǔ)償，從而提高數(shù)控機(jī)床的加工精度。中進(jìn)行補(bǔ)償，從而提高數(shù)控機(jī)床的加工精度。 v CNC控制器可以配置單色或彩色控制器可以配置單色或彩色CRT或或LCD，通過(guò)軟件和硬件接口實(shí)現(xiàn)字符和圖形，通過(guò)軟件和硬件接口實(shí)現(xiàn)字符和圖形 的顯示。通常的顯示。通?？梢燥@示可以顯示程序、參數(shù)、各種補(bǔ)程序、參數(shù)、各種補(bǔ) 償量、坐標(biāo)位置、故障信息、人機(jī)對(duì)話編程償量、坐標(biāo)位置、故障信息、人機(jī)對(duì)話

9、編程 菜單、零件圖形及刀具實(shí)際移動(dòng)軌跡的坐標(biāo)等。菜單、零件圖形及刀具實(shí)際移動(dòng)軌跡的坐標(biāo)等。 v 為了防止故障的發(fā)生或在發(fā)生故障后可以迅為了防止故障的發(fā)生或在發(fā)生故障后可以迅速查明故障的類型和部位，以減少停機(jī)時(shí)間，速查明故障的類型和部位，以減少停機(jī)時(shí)間，CNC系統(tǒng)中設(shè)置了各種診斷程序。不同的系統(tǒng)中設(shè)置了各種診斷程序。不同的CNC系統(tǒng)設(shè)置的診斷程序是不同的，診斷的系統(tǒng)設(shè)置的診斷程序是不同的，診斷的水平也不同。診斷程序一般可以包含在系統(tǒng)程水平也不同。診斷程序一般可以包含在系統(tǒng)程序中，在系統(tǒng)序中，在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行檢查和診斷；也進(jìn)行檢查和診斷；也可以作為服務(wù)性程序，在可以作為服務(wù)性程序，在

10、系統(tǒng)運(yùn)行前或故障停系統(tǒng)運(yùn)行前或故障停機(jī)后機(jī)后進(jìn)行診斷，查找故障的部位。有的進(jìn)行診斷，查找故障的部位。有的CNC可以進(jìn)行遠(yuǎn)程通信診斷。可以進(jìn)行遠(yuǎn)程通信診斷。 v為了適應(yīng)柔性制造系統(tǒng)（為了適應(yīng)柔性制造系統(tǒng)（FMS）和計(jì)算機(jī)集成）和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（制造系統(tǒng)（CIMS）的需求，）的需求，CNC裝置通常具裝置通常具有有RS232C通信接口，有的還備有通信接口，有的還備有DNC接口。接口。也有的也有的CNC還可以通過(guò)制造自動(dòng)化協(xié)議還可以通過(guò)制造自動(dòng)化協(xié)議（MAP）接入工廠的通信網(wǎng)絡(luò)。）接入工廠的通信網(wǎng)絡(luò)。 v為了進(jìn)一步提高數(shù)控機(jī)床的編程效率，對(duì)于為了進(jìn)一步提高數(shù)控機(jī)床的編程效率，對(duì)于NC程程序的編制，

11、特別是較為復(fù)雜零件的序的編制，特別是較為復(fù)雜零件的NC程序都要通程序都要通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助編程，尤其是利用圖形進(jìn)行自動(dòng)編過(guò)計(jì)算機(jī)輔助編程，尤其是利用圖形進(jìn)行自動(dòng)編程，以提高編程效率。因此，程，以提高編程效率。因此，對(duì)于現(xiàn)代對(duì)于現(xiàn)代CNC系統(tǒng)系統(tǒng)一般要求具有人機(jī)交互圖形編程功能。一般要求具有人機(jī)交互圖形編程功能。有這種功有這種功能的能的CNC系統(tǒng)可以根據(jù)零件圖直接編制程序，即系統(tǒng)可以根據(jù)零件圖直接編制程序，即編程人員只需送入圖樣上簡(jiǎn)單表示的幾何尺寸就編程人員只需送入圖樣上簡(jiǎn)單表示的幾何尺寸就能自動(dòng)地計(jì)算出全部交點(diǎn)、切點(diǎn)和圓心坐標(biāo)，生能自動(dòng)地計(jì)算出全部交點(diǎn)、切點(diǎn)和圓心坐標(biāo)，生成加工程序。有的成加工程序

12、。有的CNC系統(tǒng)可根據(jù)引導(dǎo)圖和顯示系統(tǒng)可根據(jù)引導(dǎo)圖和顯示說(shuō)明進(jìn)行對(duì)話式編程，并具有自動(dòng)工序選擇、刀說(shuō)明進(jìn)行對(duì)話式編程，并具有自動(dòng)工序選擇、刀具和切削條件的自動(dòng)選擇等智能功能。有的具和切削條件的自動(dòng)選擇等智能功能。有的CNC系統(tǒng)還備有用戶宏程序功能（如日本系統(tǒng)還備有用戶宏程序功能（如日本FANUC系系統(tǒng)）。這些功能有助于那些未受過(guò)統(tǒng)）。這些功能有助于那些未受過(guò)CNC編程專門編程專門訓(xùn)練的機(jī)械工人能夠很快地進(jìn)行程序編制工作。訓(xùn)練的機(jī)械工人能夠很快地進(jìn)行程序編制工作。 數(shù)控系統(tǒng)的組成v從外部特征來(lái)看，從外部特征來(lái)看，CNC系統(tǒng)是由硬件（通用硬件和專用硬系統(tǒng)是由硬件（通用硬件和專用硬件）和軟件（專用）

13、兩大部分組成的。件）和軟件（專用）兩大部分組成的。v程序、輸入輸出設(shè)備、計(jì)算機(jī)數(shù)字控制裝置、可編程邏輯程序、輸入輸出設(shè)備、計(jì)算機(jī)數(shù)字控制裝置、可編程邏輯控制器、主軸驅(qū)動(dòng)裝置、進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置組成?？刂破鳌⒅鬏S驅(qū)動(dòng)裝置、進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置組成。 坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)與位置檢測(cè) F指令速度處理坐標(biāo)及刀補(bǔ) 處理主軸電動(dòng)機(jī)和電氣控制主軸控制與輔助操作處理伺服驅(qū)動(dòng)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)位置控制輸 出插補(bǔ)運(yùn)算S、M、T執(zhí)行完信號(hào)可編程控制器 PLCS、M、T指令處理插補(bǔ)預(yù)處理G指令處 理輸 入譯 碼零件程序v目前目前CNC的硬件結(jié)構(gòu)廣泛采用各種多的硬件結(jié)構(gòu)廣泛采用各種多CPU結(jié)結(jié)構(gòu)，構(gòu)，80年代后出現(xiàn)了以個(gè)人計(jì)算機(jī)（年代后出現(xiàn)了以個(gè)人計(jì)

14、算機(jī)（PC）為）為基礎(chǔ)的基礎(chǔ)的CNC結(jié)構(gòu)。從結(jié)構(gòu)上看，近代結(jié)構(gòu)。從結(jié)構(gòu)上看，近代CNC由由以下三部分組成：以下三部分組成：NC：主要負(fù)責(zé)數(shù)控加工程序的處理、插補(bǔ)、伺主要負(fù)責(zé)數(shù)控加工程序的處理、插補(bǔ)、伺服、進(jìn)給的控制等數(shù)控主流程的處理和控制；服、進(jìn)給的控制等數(shù)控主流程的處理和控制；PLC：主要負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)控設(shè)備及其他輔助設(shè)備的開(kāi)主要負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)控設(shè)備及其他輔助設(shè)備的開(kāi)關(guān)量控制關(guān)量控制MMC：它是它是CNC中負(fù)責(zé)處理人機(jī)界面及外界通中負(fù)責(zé)處理人機(jī)界面及外界通信任務(wù)的機(jī)構(gòu)，具有圖形處理和數(shù)據(jù)處理功能。信任務(wù)的機(jī)構(gòu)，具有圖形處理和數(shù)據(jù)處理功能。 計(jì)算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)v按控制

15、功能的復(fù)雜程度可分為：按控制功能的復(fù)雜程度可分為： 單單處理機(jī)結(jié)構(gòu)和處理機(jī)結(jié)構(gòu)和多多處理機(jī)結(jié)構(gòu)；處理機(jī)結(jié)構(gòu)；v按電路板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為：按電路板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為： 大板大板結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)和模塊化模塊化結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。v按總體安裝結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為：按總體安裝結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為： 整體式整體式結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)和分體式分體式結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)v按按CNC裝置硬件的制造方式可分為：裝置硬件的制造方式可分為： 專用型專用型結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)和個(gè)人計(jì)算機(jī)式個(gè)人計(jì)算機(jī)式結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)CNC裝置的硬件結(jié)構(gòu)裝置的硬件結(jié)構(gòu)v整體式結(jié)構(gòu)整體式結(jié)構(gòu)把把CRT和和MDI面板、操作面面板、操作面板以及功能模塊板組成的電路板等安裝在同板以及功能模塊板組成的電路板等安

16、裝在同一機(jī)箱內(nèi)一機(jī)箱內(nèi)v分體式結(jié)構(gòu)分體式結(jié)構(gòu)把把CRT和和MDI面板、操作面面板、操作面板等做成一個(gè)部件，而把功能模塊組成的電板等做成一個(gè)部件，而把功能模塊組成的電路板安裝在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)，兩者之間用導(dǎo)線或路板安裝在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)，兩者之間用導(dǎo)線或光纖連接。光纖連接。按總體安裝結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類按總體安裝結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類按按CNC裝置硬件的制造方式分類裝置硬件的制造方式分類v專用型結(jié)構(gòu)專用型結(jié)構(gòu)由各制造廠家專門設(shè)計(jì)和制由各制造廠家專門設(shè)計(jì)和制造。造。v個(gè)人計(jì)算機(jī)式結(jié)構(gòu)個(gè)人計(jì)算機(jī)式結(jié)構(gòu)以工業(yè)以工業(yè)PC作為作為CNC裝裝置的支撐平臺(tái)，再由機(jī)床制造廠根據(jù)數(shù)控需置的支撐平臺(tái)，再由機(jī)床制造廠根據(jù)數(shù)控需要，插入控制卡和數(shù)控

17、軟件，構(gòu)成要，插入控制卡和數(shù)控軟件，構(gòu)成CNC裝置。裝置。v大板大板結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)一個(gè)系統(tǒng)一般都有一塊大板，稱為主板。一個(gè)系統(tǒng)一般都有一塊大板，稱為主板。主板上裝有主主板上裝有主CPU和各軸的位置控制電路等。其他相關(guān)的子和各軸的位置控制電路等。其他相關(guān)的子板（完成一定功能的電路板），如板（完成一定功能的電路板），如ROM板、零件程序存儲(chǔ)器板、零件程序存儲(chǔ)器板和板和PLC板都直接插在主板上面，組成板都直接插在主板上面，組成CNC系統(tǒng)的核心部分系統(tǒng)的核心部分按電路板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類按電路板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類v模塊化模塊化結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)將將CPU、存儲(chǔ)器、輸入輸出、存儲(chǔ)器、輸入輸出控制分別做成插件板（稱為硬件模塊），

18、甚控制分別做成插件板（稱為硬件模塊），甚至將至將CPU、存儲(chǔ)器、輸入輸出控制組成獨(dú)立、存儲(chǔ)器、輸入輸出控制組成獨(dú)立微型計(jì)算機(jī)級(jí)的硬件模塊，相應(yīng)的軟件也是微型計(jì)算機(jī)級(jí)的硬件模塊，相應(yīng)的軟件也是模塊結(jié)構(gòu)，固化在硬件模塊中。模塊結(jié)構(gòu)，固化在硬件模塊中。v單單處理機(jī)結(jié)構(gòu)處理機(jī)結(jié)構(gòu) 初期的初期的CNC系統(tǒng)和現(xiàn)在的一些經(jīng)濟(jì)型系統(tǒng)和現(xiàn)在的一些經(jīng)濟(jì)型CNC系統(tǒng)一般采用單系統(tǒng)一般采用單CPU結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)v多多處理機(jī)結(jié)構(gòu)處理機(jī)結(jié)構(gòu) 多多CPU結(jié)構(gòu)可以滿足數(shù)控機(jī)床高進(jìn)給速結(jié)構(gòu)可以滿足數(shù)控機(jī)床高進(jìn)給速度、高加工精度和許多復(fù)雜功能的要求。多度、高加工精度和許多復(fù)雜功能的要求。多用于高檔的，全功能型的用于高檔的，全功能型的C

19、NC機(jī)床機(jī)床按控制功能的復(fù)雜程度按控制功能的復(fù)雜程度單微處理器硬件結(jié)構(gòu)圖單微處理器硬件結(jié)構(gòu)圖單處理器計(jì)算機(jī)控制單處理器計(jì)算機(jī)控制單微處理器結(jié)構(gòu)組成：?jiǎn)挝⑻幚砥鹘Y(jié)構(gòu)組成：微處理器（運(yùn)算、控制）、總線、存儲(chǔ)器、接口等；微處理器（運(yùn)算、控制）、總線、存儲(chǔ)器、接口等；微處理器和總線微處理器和總線v微處理器微處理器CPU運(yùn)算器，控制器組成運(yùn)算器，控制器組成 運(yùn)算器包括：算術(shù)邏輯運(yùn)算、寄存器、堆棧運(yùn)算器包括：算術(shù)邏輯運(yùn)算、寄存器、堆棧v總線：具有一定信號(hào)意義的物理導(dǎo)線總線：具有一定信號(hào)意義的物理導(dǎo)線 數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線（雙方向線）（雙方向線） 地址總線地址總線（單方向線）（單方向線） 控制總線控制總線（單方

20、向線）（單方向線）v可擦寫(xiě)只讀存儲(chǔ)器（可擦寫(xiě)只讀存儲(chǔ)器（EPROM）：）：系統(tǒng)程序系統(tǒng)程序v隨機(jī)存儲(chǔ)器（隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）：）：運(yùn)算的中間結(jié)果、需顯示的數(shù)據(jù)、運(yùn)行中運(yùn)算的中間結(jié)果、需顯示的數(shù)據(jù)、運(yùn)行中的狀態(tài)、標(biāo)志信息的狀態(tài)、標(biāo)志信息v有后備電池的有后備電池的CMOS RAM或磁盤(pán)存儲(chǔ)器或磁盤(pán)存儲(chǔ)器 ： 加工的零件程序、機(jī)床參數(shù)、刀具參數(shù)等加工的零件程序、機(jī)床參數(shù)、刀具參數(shù)等I/O（輸入（輸入/輸出）接口輸出）接口v1. 進(jìn)行必要的電氣隔離進(jìn)行必要的電氣隔離v2. 電平轉(zhuǎn)換和功率放大電平轉(zhuǎn)換和功率放大MDI/CRT接口接口位置控制模塊位置控制模塊速度控制、位置反饋速度控制、位置反饋v要求：要求

21、：無(wú)超調(diào)、無(wú)滯后、抗干擾能力強(qiáng)。無(wú)超調(diào)、無(wú)滯后、抗干擾能力強(qiáng)。v對(duì)機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)軸位置進(jìn)行控制。對(duì)機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)軸位置進(jìn)行控制。 v對(duì)主軸控制，一般只包括速度控制。對(duì)主軸控制，一般只包括速度控制。v刀庫(kù)位置控制（簡(jiǎn)易位置控制）刀庫(kù)位置控制（簡(jiǎn)易位置控制）vC軸位置控制：包括位置和速度控制軸位置控制：包括位置和速度控制可編程控制器可編程控制器v內(nèi)裝型內(nèi)裝型 為實(shí)現(xiàn)機(jī)床的順序控制而專門設(shè)計(jì)制造的。為實(shí)現(xiàn)機(jī)床的順序控制而專門設(shè)計(jì)制造的。v獨(dú)立型獨(dú)立型 在技術(shù)規(guī)范、功能和參數(shù)上均可滿足數(shù)控機(jī)在技術(shù)規(guī)范、功能和參數(shù)上均可滿足數(shù)控機(jī)床要求的獨(dú)立部件。床要求的獨(dú)立部件。通信接口通信接口v單微處理器數(shù)

22、控裝置單微處理器數(shù)控裝置:v 以一個(gè)以一個(gè)CPU（中央處理器）為核心，（中央處理器）為核心，CPU通過(guò)通過(guò)總線與存儲(chǔ)器和各種接口相連接，采取集中控制、總線與存儲(chǔ)器和各種接口相連接，采取集中控制、分時(shí)處理的工作方式，完成數(shù)控加工各個(gè)任務(wù)分時(shí)處理的工作方式，完成數(shù)控加工各個(gè)任務(wù)。v結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：一個(gè)微處理器完成所有的功能一個(gè)微處理器完成所有的功能采用總線結(jié)構(gòu)采用總線結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)功能受限制功能受限制多微處理器計(jì)算機(jī)控制多微處理器計(jì)算機(jī)控制v多處理器計(jì)算機(jī)控制多處理器計(jì)算機(jī)控制在在CNC系統(tǒng)中有兩系統(tǒng)中有兩個(gè)或兩個(gè)以上的個(gè)或兩個(gè)以上的CPU能控制系統(tǒng)總線或主存能控制系

23、統(tǒng)總線或主存儲(chǔ)器進(jìn)行工作的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)儲(chǔ)器進(jìn)行工作的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：特點(diǎn)： 能實(shí)現(xiàn)真正意義上的并行處理，處理速度能實(shí)現(xiàn)真正意義上的并行處理，處理速度快，可以實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的系統(tǒng)功能。容錯(cuò)能力快，可以實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的系統(tǒng)功能。容錯(cuò)能力強(qiáng)，在某模塊出了故障后，通過(guò)系統(tǒng)重組仍強(qiáng)，在某模塊出了故障后，通過(guò)系統(tǒng)重組仍可繼續(xù)工作?？衫^續(xù)工作。v常見(jiàn)的有下面六種基本功能模塊，如果希望擴(kuò)充功常見(jiàn)的有下面六種基本功能模塊，如果希望擴(kuò)充功能，則可以再增加相應(yīng)的模塊。能，則可以再增加相應(yīng)的模塊。v1. CNC管理模塊管理模塊 它具有它具有管理和組織管理和組織整個(gè)整個(gè)CNC系統(tǒng)工作過(guò)程的職能。例如系統(tǒng)工作過(guò)程的職能。例如:系統(tǒng)初始

24、化、中系統(tǒng)初始化、中斷管理、總線裁決、系統(tǒng)出錯(cuò)識(shí)別和處理、系統(tǒng)軟斷管理、總線裁決、系統(tǒng)出錯(cuò)識(shí)別和處理、系統(tǒng)軟/硬件診斷等。它能夠?qū)ぜ庸こ绦蜻M(jìn)行譯碼、刀硬件診斷等。它能夠?qū)ぜ庸こ绦蜻M(jìn)行譯碼、刀具補(bǔ)償、坐標(biāo)位移量計(jì)算和進(jìn)給速度處理等插補(bǔ)前具補(bǔ)償、坐標(biāo)位移量計(jì)算和進(jìn)給速度處理等插補(bǔ)前的的預(yù)處理預(yù)處理工作。工作。v2. CNC插補(bǔ)模塊插補(bǔ)模塊 按給定的插補(bǔ)類型和軌跡按給定的插補(bǔ)類型和軌跡坐標(biāo)進(jìn)行插補(bǔ)計(jì)算，并向各個(gè)坐標(biāo)軸發(fā)出位置指令坐標(biāo)進(jìn)行插補(bǔ)計(jì)算，并向各個(gè)坐標(biāo)軸發(fā)出位置指令值。值。v3. 位置控制模塊位置控制模塊 它將插補(bǔ)后的坐標(biāo)位置指它將插補(bǔ)后的坐標(biāo)位置指令值與位置檢測(cè)單元反饋回來(lái)的實(shí)際位置

25、值進(jìn)行比令值與位置檢測(cè)單元反饋回來(lái)的實(shí)際位置值進(jìn)行比較，并進(jìn)行自動(dòng)加減速、回基準(zhǔn)點(diǎn)、伺服系統(tǒng)滯后較，并進(jìn)行自動(dòng)加減速、回基準(zhǔn)點(diǎn)、伺服系統(tǒng)滯后量的監(jiān)視和漂移補(bǔ)償，最后得到速度控制的模擬電量的監(jiān)視和漂移補(bǔ)償，最后得到速度控制的模擬電壓，去驅(qū)動(dòng)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)。壓，去驅(qū)動(dòng)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)。v4. PLC模塊模塊 它能夠?qū)庸こ绦蛑械拈_(kāi)關(guān)功能它能夠?qū)庸こ绦蛑械拈_(kāi)關(guān)功能和來(lái)自機(jī)床的信號(hào)進(jìn)行邏輯處理，以實(shí)現(xiàn)各功能與和來(lái)自機(jī)床的信號(hào)進(jìn)行邏輯處理，以實(shí)現(xiàn)各功能與操作方式之間的連鎖。操作方式之間的連鎖。例如例如:機(jī)床電氣設(shè)備的啟動(dòng)與機(jī)床電氣設(shè)備的啟動(dòng)與停止、刀具交換、回轉(zhuǎn)臺(tái)分度、工件數(shù)量和運(yùn)行時(shí)停止、刀具交換、回轉(zhuǎn)臺(tái)分度

26、、工件數(shù)量和運(yùn)行時(shí)間的計(jì)算等。間的計(jì)算等。 v5. 數(shù)據(jù)輸入、輸出和顯示模塊數(shù)據(jù)輸入、輸出和顯示模塊 它包括它包括加工程序、參數(shù)、數(shù)據(jù)和各種操作命令的輸加工程序、參數(shù)、數(shù)據(jù)和各種操作命令的輸入入(如通過(guò)紙帶閱讀機(jī)、鍵盤(pán)或上級(jí)計(jì)算機(jī)等如通過(guò)紙帶閱讀機(jī)、鍵盤(pán)或上級(jí)計(jì)算機(jī)等)和輸出和輸出(如通過(guò)打印機(jī)、紙帶穿孔機(jī)等如通過(guò)打印機(jī)、紙帶穿孔機(jī)等)以及以及顯示顯示(如通過(guò)如通過(guò)CRT、液晶顯示器等、液晶顯示器等)所需要的所需要的各種接口電路。各種接口電路。v6. 存儲(chǔ)器模塊存儲(chǔ)器模塊 它是存放程序和數(shù)據(jù)的它是存放程序和數(shù)據(jù)的主存儲(chǔ)器，也可以是各功能模塊間傳送數(shù)據(jù)主存儲(chǔ)器，也可以是各功能模塊間傳送數(shù)據(jù)用的共

27、享存儲(chǔ)器。用的共享存儲(chǔ)器。 v多處理器多處理器CNC裝置的典型結(jié)構(gòu)裝置的典型結(jié)構(gòu)v1）共享總線結(jié)構(gòu)共享總線結(jié)構(gòu) v在這種結(jié)構(gòu)的在這種結(jié)構(gòu)的CNC系統(tǒng)中，只有主模塊有權(quán)控制系系統(tǒng)中，只有主模塊有權(quán)控制系統(tǒng)總線，且在某一時(shí)刻只能有一個(gè)主模塊占有總線，統(tǒng)總線，且在某一時(shí)刻只能有一個(gè)主模塊占有總線，如有多個(gè)主模塊同時(shí)請(qǐng)求使用總線會(huì)產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)總線如有多個(gè)主模塊同時(shí)請(qǐng)求使用總線會(huì)產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)總線問(wèn)題。問(wèn)題。會(huì)話式編程 模 塊（CPU）管理模塊（CPU）主存儲(chǔ)器模 塊操作面板顯示模塊插補(bǔ)模塊（CPU）PLC功能模 塊（CPU）位置控制模 塊（CPU）主軸控制模 塊總線仲裁機(jī)構(gòu)總線仲裁機(jī)構(gòu)v 在各主模塊爭(zhēng)用總線時(shí)，

28、判別出各模塊優(yōu)先在各主模塊爭(zhēng)用總線時(shí)，判別出各模塊優(yōu)先級(jí)的高低。級(jí)的高低。v串行總線仲裁方式串行總線仲裁方式鏈接位置鏈接位置v并行總線仲裁方式并行總線仲裁方式專用邏輯電路專用邏輯電路,優(yōu)先權(quán)優(yōu)先權(quán) 編碼方案編碼方案q 共享總線結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)共享總線結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、系統(tǒng)組配靈活、成本相對(duì)較低、可靠性高結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、系統(tǒng)組配靈活、成本相對(duì)較低、可靠性高q 共享總線結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)共享總線結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)總線是系統(tǒng)的總線是系統(tǒng)的“瓶頸瓶頸”，一旦系統(tǒng)總線出現(xiàn)故障，將，一旦系統(tǒng)總線出現(xiàn)故障，將使整個(gè)系統(tǒng)受到影響；使整個(gè)系統(tǒng)受到影響；由于使用總線要經(jīng)仲裁，使信息傳輸率降低。由于使用總線要經(jīng)仲裁，使信息傳輸率降低。v2）

29、共享存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)共享存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu) v 在該結(jié)構(gòu)中，采用多端口存貯器來(lái)實(shí)現(xiàn)在該結(jié)構(gòu)中，采用多端口存貯器來(lái)實(shí)現(xiàn)各各CPU之間的互連和通信，每個(gè)端口都配有之間的互連和通信，每個(gè)端口都配有一套數(shù)據(jù)、地址、控制線，以供端口訪問(wèn)。一套數(shù)據(jù)、地址、控制線，以供端口訪問(wèn)。由多端控制邏輯電路解決訪問(wèn)沖突。由多端控制邏輯電路解決訪問(wèn)沖突。v功能復(fù)雜，當(dāng)功能復(fù)雜，當(dāng)CNC系統(tǒng)要求系統(tǒng)要求CPU數(shù)量增多時(shí)，數(shù)量增多時(shí)，會(huì)因爭(zhēng)用共享存儲(chǔ)器而造成信息傳輸?shù)淖枞?，?huì)因爭(zhēng)用共享存儲(chǔ)器而造成信息傳輸?shù)淖枞档拖到y(tǒng)的效率，其擴(kuò)展功能較為困難。降低系統(tǒng)的效率，其擴(kuò)展功能較為困難。多處理機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)多處理機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) v1. 性能價(jià)格

30、比高性能價(jià)格比高 v2. 采用模塊化結(jié)構(gòu)，有良好的適應(yīng)性和擴(kuò)展性采用模塊化結(jié)構(gòu)，有良好的適應(yīng)性和擴(kuò)展性 v3. 硬件易于組織規(guī)模生產(chǎn)。硬件易于組織規(guī)模生產(chǎn)。 v4. 有很高的可靠性。有很高的可靠性。 v1.計(jì)算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的軟硬件界面計(jì)算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的軟硬件界面CNC系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)及控制v計(jì)算機(jī)數(shù)字控制裝置的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換流程計(jì)算機(jī)數(shù)字控制裝置的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換流程CNC系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)及控制 CNC裝置的軟件的特點(diǎn)：裝置的軟件的特點(diǎn)：CNC系統(tǒng)的多任務(wù)性系統(tǒng)的多任務(wù)性 CNC系統(tǒng)軟件的任務(wù)：管理和控制系統(tǒng)軟件的任務(wù)：管理和控制 并行處理：并行處理：計(jì)算機(jī)在同一時(shí)刻或同

31、一時(shí)計(jì)算機(jī)在同一時(shí)刻或同一時(shí)間間隔內(nèi)完成兩種或兩種以上性質(zhì)相同間間隔內(nèi)完成兩種或兩種以上性質(zhì)相同或不相同的工作或不相同的工作 v加工時(shí)，加工時(shí)，CNC為了解決同一時(shí)間間隔完成兩為了解決同一時(shí)間間隔完成兩個(gè)或兩個(gè)以上的工作，通常采用：個(gè)或兩個(gè)以上的工作，通常采用：v1. 資源分時(shí)共享資源分時(shí)共享v2. 資源重疊流水處理資源重疊流水處理v計(jì)算機(jī)數(shù)字控制裝置的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換流程計(jì)算機(jī)數(shù)字控制裝置的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換流程t=t1+ t2+ t3+ t4實(shí)時(shí)中斷處理實(shí)時(shí)中斷處理 vCNC系統(tǒng)的多任務(wù)性和實(shí)時(shí)性決定了系系統(tǒng)的多任務(wù)性和實(shí)時(shí)性決定了系 統(tǒng)中斷成統(tǒng)中斷成為整個(gè)系統(tǒng)必不可少的重要組成部分。為整個(gè)系統(tǒng)必不可少的重

32、要組成部分。CNC系統(tǒng)的系統(tǒng)的中斷管理主要靠硬件完成，而系統(tǒng)的中斷結(jié)構(gòu)決定中斷管理主要靠硬件完成，而系統(tǒng)的中斷結(jié)構(gòu)決定了系統(tǒng)軟件的結(jié)構(gòu)。了系統(tǒng)軟件的結(jié)構(gòu)。 v(1) 外部中斷。外部中斷。主要有紙帶光電閱讀機(jī)讀孔中斷、主要有紙帶光電閱讀機(jī)讀孔中斷、外部監(jiān)控中斷外部監(jiān)控中斷(如緊急停、量?jī)x到位等如緊急停、量?jī)x到位等)和鍵盤(pán)操作和鍵盤(pán)操作面板輸入中斷。前兩種中斷的實(shí)時(shí)性要求很高，通面板輸入中斷。前兩種中斷的實(shí)時(shí)性要求很高，通常把這兩種中斷放在較高的優(yōu)先級(jí)上，而鍵盤(pán)和操常把這兩種中斷放在較高的優(yōu)先級(jí)上，而鍵盤(pán)和操作面板輸入中斷則放在較低的中斷優(yōu)先級(jí)上。在有作面板輸入中斷則放在較低的中斷優(yōu)先級(jí)上。在有些

33、系統(tǒng)中，甚至用查詢的方式來(lái)處理它。些系統(tǒng)中，甚至用查詢的方式來(lái)處理它。 v(2) 內(nèi)部定時(shí)中斷。內(nèi)部定時(shí)中斷。 主要有插補(bǔ)周期定時(shí)中主要有插補(bǔ)周期定時(shí)中斷和位置采樣定時(shí)中斷。在有些系統(tǒng)中，這斷和位置采樣定時(shí)中斷。在有些系統(tǒng)中，這兩種定時(shí)中斷合二為一。但在處理時(shí)，總是兩種定時(shí)中斷合二為一。但在處理時(shí)，總是先處理位置控制，然后處理插補(bǔ)運(yùn)算。先處理位置控制，然后處理插補(bǔ)運(yùn)算。v(3) 硬件故障中斷。硬件故障中斷。 它是各種硬件故障檢測(cè)它是各種硬件故障檢測(cè)裝置發(fā)出的中斷，如存儲(chǔ)器出錯(cuò)、定時(shí)器出裝置發(fā)出的中斷，如存儲(chǔ)器出錯(cuò)、定時(shí)器出錯(cuò)、錯(cuò)、 插補(bǔ)運(yùn)算超時(shí)等。插補(bǔ)運(yùn)算超時(shí)等。v(4) 程序性中斷。程序性中

34、斷。 它是程序中出現(xiàn)的各種異它是程序中出現(xiàn)的各種異常情況的報(bào)警中斷，如各種溢出、清零等。常情況的報(bào)警中斷，如各種溢出、清零等。 前后臺(tái)型軟件結(jié)構(gòu)前后臺(tái)型軟件結(jié)構(gòu)v 組成組成：前臺(tái)程序、后臺(tái)程序：前臺(tái)程序、后臺(tái)程序v 前臺(tái)程序是指實(shí)時(shí)中斷服務(wù)程序，實(shí)現(xiàn)插補(bǔ)、前臺(tái)程序是指實(shí)時(shí)中斷服務(wù)程序，實(shí)現(xiàn)插補(bǔ)、伺服、機(jī)床監(jiān)控等實(shí)時(shí)功能伺服、機(jī)床監(jiān)控等實(shí)時(shí)功能 v 后臺(tái)程序是一個(gè)循環(huán)運(yùn)行程序，完成管理功能后臺(tái)程序是一個(gè)循環(huán)運(yùn)行程序，完成管理功能和輸入、譯碼、數(shù)據(jù)處理等非實(shí)時(shí)性任務(wù)，也叫背和輸入、譯碼、數(shù)據(jù)處理等非實(shí)時(shí)性任務(wù)，也叫背景程序，管理軟件和插補(bǔ)準(zhǔn)備在這里完成景程序，管理軟件和插補(bǔ)準(zhǔn)備在這里完成 v 后臺(tái)

35、程序運(yùn)行中，實(shí)時(shí)中斷程序不斷插入，與后臺(tái)程序運(yùn)行中，實(shí)時(shí)中斷程序不斷插入，與后臺(tái)程序相配合，共同完成零件加工任務(wù)。后臺(tái)程序相配合，共同完成零件加工任務(wù)。 v 這種前后臺(tái)型的軟件結(jié)構(gòu)一般適合這種前后臺(tái)型的軟件結(jié)構(gòu)一般適合單處理器集單處理器集中式控制中式控制，對(duì)，對(duì)CPU的性能要求較高。的性能要求較高。 系統(tǒng)初始化等待緊停復(fù)位背景程序MCU總清方式選擇自動(dòng)/單段手動(dòng)鍵盤(pán)增量點(diǎn)動(dòng)；連續(xù)點(diǎn)動(dòng)；回參考點(diǎn)；設(shè)置零點(diǎn)；閱讀機(jī)復(fù)位；測(cè)試方式；CRT顯示操作命令；MDI段；執(zhí)行；數(shù)據(jù)輸入；CRT顯示等待循環(huán)起動(dòng)段執(zhí)行程序；讀程序到緩存區(qū)；譯碼；處理傳送；等待段完成狀態(tài)檢查M02EORM30倒帶自動(dòng)循環(huán)停處理10

36、.24ms中斷閱讀機(jī)中斷鍵盤(pán)中斷保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)位置伺服面板掃描PAL程序插補(bǔ)面板輸出恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)存入字符存入字符恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)返回返回返回中斷型軟件結(jié)構(gòu)中斷型軟件結(jié)構(gòu)v特點(diǎn)特點(diǎn) ： 除了初始化程序之外，整個(gè)系統(tǒng)軟件的除了初始化程序之外，整個(gè)系統(tǒng)軟件的各種功能模塊根據(jù)實(shí)時(shí)性不同分別安排在不各種功能模塊根據(jù)實(shí)時(shí)性不同分別安排在不同級(jí)別的中斷服務(wù)程序中，整個(gè)軟件就是一同級(jí)別的中斷服務(wù)程序中，整個(gè)軟件就是一個(gè)大的多重中斷系統(tǒng)。系統(tǒng)的管理功能主要個(gè)大的多重中斷系統(tǒng)。系統(tǒng)的管理功能主要通過(guò)各級(jí)中斷服務(wù)程序間的通信實(shí)現(xiàn)。通過(guò)各級(jí)中斷服務(wù)程序間的通信實(shí)現(xiàn)。中斷級(jí)別中斷級(jí)別主要功能主要功能中斷源中斷源0

37、 0控制控制CRTCRT顯示顯示硬件硬件1 1譯碼、刀具中心軌跡計(jì)算，顯示器控制譯碼、刀具中心軌跡計(jì)算，顯示器控制軟件，軟件，16msms定時(shí)定時(shí)2 2鍵盤(pán)監(jiān)控，鍵盤(pán)監(jiān)控，I/OI/O信號(hào)處理，穿孔機(jī)控制信號(hào)處理，穿孔機(jī)控制軟件，軟件，16msms定時(shí)定時(shí)3 3操作面板和電傳機(jī)處理操作面板和電傳機(jī)處理硬件硬件4 4插補(bǔ)運(yùn)算、終點(diǎn)判別和轉(zhuǎn)段處理插補(bǔ)運(yùn)算、終點(diǎn)判別和轉(zhuǎn)段處理軟件，軟件，8msms定時(shí)定時(shí)5 5紙帶閱讀機(jī)讀紙帶處理紙帶閱讀機(jī)讀紙帶處理硬件硬件6 6伺服系統(tǒng)位置控制處理伺服系統(tǒng)位置控制處理4msms硬件時(shí)鐘硬件時(shí)鐘7 7系統(tǒng)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試硬件硬件v系統(tǒng)管理主要通過(guò)各級(jí)中斷服務(wù)程序之間的系

38、統(tǒng)管理主要通過(guò)各級(jí)中斷服務(wù)程序之間的通信來(lái)實(shí)現(xiàn)，通信方式主要有以下幾種：通信來(lái)實(shí)現(xiàn)，通信方式主要有以下幾種：設(shè)置軟件中斷設(shè)置軟件中斷中斷服務(wù)程序自身的鏈接中斷服務(wù)程序自身的鏈接設(shè)置標(biāo)志設(shè)置標(biāo)志v第一級(jí)中斷第一級(jí)中斷為插補(bǔ)做準(zhǔn)備為插補(bǔ)做準(zhǔn)備 第一級(jí)中斷工作內(nèi)容分第一級(jí)中斷工作內(nèi)容分13個(gè)口子，由低到高依次查詢個(gè)口子，由低到高依次查詢“口狀態(tài)字口狀態(tài)字”，若狀態(tài)為，若狀態(tài)為1，轉(zhuǎn)入相應(yīng)口子處理。最后對(duì)，轉(zhuǎn)入相應(yīng)口子處理。最后對(duì)0“號(hào)顯示處理。號(hào)顯示處理。1）口狀態(tài)字的置）口狀態(tài)字的置1和復(fù)和復(fù)0 置置1分兩種情況：分兩種情況： a. 其他中斷根據(jù)需要置第一級(jí)中斷請(qǐng)求，置相應(yīng)的口其他中斷根據(jù)需要置第

39、一級(jí)中斷請(qǐng)求，置相應(yīng)的口狀態(tài)字狀態(tài)字 b. 在執(zhí)行第一級(jí)中斷的某一口子處理時(shí)，置口狀態(tài)字在執(zhí)行第一級(jí)中斷的某一口子處理時(shí)，置口狀態(tài)字的另一位。的另一位。某一號(hào)口處理結(jié)束，程序?qū)⒖跔顟B(tài)字中對(duì)應(yīng)位復(fù)某一號(hào)口處理結(jié)束，程序?qū)⒖跔顟B(tài)字中對(duì)應(yīng)位復(fù)0。2） 0號(hào)口顯示處理號(hào)口顯示處理 四位字段四位字段數(shù)控地址數(shù)控地址八位數(shù)據(jù)八位數(shù)據(jù)發(fā)光二極管狀態(tài)燈發(fā)光二極管狀態(tài)燈坐標(biāo)位置坐標(biāo)位置3） 3號(hào)號(hào),4號(hào)口特殊處理號(hào)口特殊處理 將零件程序從將零件程序從MP、SP、PC中讀入緩沖存儲(chǔ)器。計(jì)算刀中讀入緩沖存儲(chǔ)器。計(jì)算刀具中心軌跡具中心軌跡v1. 輸入輸入 輸入輸入CNC控制器的信息通常有：控制器的信息通常有：（1）

40、零件加工程序零件加工程序（2） 與機(jī)械有關(guān)的參數(shù)與機(jī)械有關(guān)的參數(shù)（3） 刀具參數(shù)刀具參數(shù)（4）與伺服系統(tǒng)有關(guān)的參數(shù)）與伺服系統(tǒng)有關(guān)的參數(shù)（5）與外設(shè)有關(guān)的參數(shù)）與外設(shè)有關(guān)的參數(shù) 輸入程序的任務(wù)：輸入程序的任務(wù)：（1）從鍵盤(pán)或光電閱讀機(jī)將零件加工程序輸入到）從鍵盤(pán)或光電閱讀機(jī)將零件加工程序輸入到零件程序存儲(chǔ)器中零件程序存儲(chǔ)器中（2）將零件程序存儲(chǔ)器中的零件加工程序送入緩）將零件程序存儲(chǔ)器中的零件加工程序送入緩沖器中轉(zhuǎn)入譯碼。沖器中轉(zhuǎn)入譯碼。 CNC系統(tǒng)的控制軟件工作過(guò)程系統(tǒng)的控制軟件工作過(guò)程v輸入零件程序至存儲(chǔ)器的過(guò)程：輸入零件程序至存儲(chǔ)器的過(guò)程：用用MDI鍵盤(pán)輸入零件程序，此時(shí)，控制程序循環(huán)等

41、待，字鍵盤(pán)輸入零件程序，此時(shí)，控制程序循環(huán)等待，字符以中斷方式進(jìn)入符以中斷方式進(jìn)入MDI緩沖器。當(dāng)檢測(cè)到規(guī)定的結(jié)束符時(shí)，緩沖器。當(dāng)檢測(cè)到規(guī)定的結(jié)束符時(shí)，設(shè)置設(shè)置MDI緩沖器起址至相應(yīng)單元，并完成以下處理：緩沖器起址至相應(yīng)單元，并完成以下處理：v判別是否取出的字符為結(jié)束符；判別是否取出的字符為結(jié)束符；v從從MDI緩沖器讀入一段字符，統(tǒng)計(jì)字符個(gè)數(shù)，越界檢緩沖器讀入一段字符，統(tǒng)計(jì)字符個(gè)數(shù)，越界檢查；查；v第二次從第二次從MDI緩沖器中讀取本段字符，并且存所有的緩沖器中讀取本段字符，并且存所有的字符至零件程序存儲(chǔ)器中；字符至零件程序存儲(chǔ)器中；v將零件程序存儲(chǔ)器指針指向下一數(shù)據(jù)段區(qū)域。將零件程序存儲(chǔ)器指

42、針指向下一數(shù)據(jù)段區(qū)域。v為了把字符送入緩沖器，為了把字符送入緩沖器，CNC系統(tǒng)設(shè)置了專系統(tǒng)設(shè)置了專門的閱讀機(jī)輸入和鍵盤(pán)輸入中斷服務(wù)程序。門的閱讀機(jī)輸入和鍵盤(pán)輸入中斷服務(wù)程序。閱讀機(jī)中斷程序執(zhí)行一次讀入一個(gè)字符，在通過(guò)閱讀機(jī)中斷程序執(zhí)行一次讀入一個(gè)字符，在通過(guò)一系列檢查合格后存入緩沖器。一系列檢查合格后存入緩沖器。v奇偶校驗(yàn)，操作數(shù)是否超限，字地址的順序，程序格奇偶校驗(yàn)，操作數(shù)是否超限，字地址的順序，程序格式是否正確，信息是否完整。式是否正確，信息是否完整。v鍵盤(pán)中斷服務(wù)程序，每按下一鍵發(fā)出一次中鍵盤(pán)中斷服務(wù)程序，每按下一鍵發(fā)出一次中斷請(qǐng)求。斷請(qǐng)求。v2. 譯碼譯碼 譯碼是以零件程序的一個(gè)程序譯

43、碼是以零件程序的一個(gè)程序段為單位進(jìn)行處理，把其中零件的輪廓信段為單位進(jìn)行處理，把其中零件的輪廓信息（起點(diǎn)、終點(diǎn)、直線或圓弧等），息（起點(diǎn)、終點(diǎn)、直線或圓弧等），F(xiàn)、S、T、M等信息按一定的語(yǔ)法規(guī)則解釋等信息按一定的語(yǔ)法規(guī)則解釋（編譯）成計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的數(shù)據(jù)形式，（編譯）成計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的數(shù)據(jù)形式，并以一定的數(shù)據(jù)格式存放在并以一定的數(shù)據(jù)格式存放在指定的內(nèi)存專指定的內(nèi)存專用區(qū)域用區(qū)域。編譯過(guò)程中還要進(jìn)行語(yǔ)法檢查，。編譯過(guò)程中還要進(jìn)行語(yǔ)法檢查，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤立即報(bào)警。發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤立即報(bào)警。v譯碼程序按次序?qū)⒁粋€(gè)個(gè)字符和相應(yīng)的數(shù)字進(jìn)行比譯碼程序按次序?qū)⒁粋€(gè)個(gè)字符和相應(yīng)的數(shù)字進(jìn)行比較，若相等了，則說(shuō)明已輸入了該字

44、符。較，若相等了，則說(shuō)明已輸入了該字符。v以以ISO碼為例，碼為例，M為為(01,001,101)2，即，即M為八進(jìn)制的為八進(jìn)制的(115)8，S為為(123)8，T為為(124)8，F(xiàn)為為(106)8，因此，在判定數(shù)據(jù)段中是否已編入因此，在判定數(shù)據(jù)段中是否已編入M，S，T或或F字字時(shí)，就可以將輸入的字符和這些八進(jìn)制數(shù)相比較，時(shí)，就可以將輸入的字符和這些八進(jìn)制數(shù)相比較，若相等了，則說(shuō)明相應(yīng)的字符已輸入，立即設(shè)立相若相等了，則說(shuō)明相應(yīng)的字符已輸入，立即設(shè)立相應(yīng)的標(biāo)志。應(yīng)的標(biāo)志。 v某一個(gè)字符輸入以后的處理過(guò)程包括：某一個(gè)字符輸入以后的處理過(guò)程包括： 建立格式標(biāo)志建立格式標(biāo)志。如果是位格式，確定每個(gè)字符所占。如果是位格式，確定每個(gè)字符所占的格式字的位數(shù)。的格式字的位數(shù)。 根據(jù)輸入字符的不同，確定相應(yīng)的存放數(shù)值的地址。根據(jù)輸入字符的不同，確定相應(yīng)的存放數(shù)值的地址。 vM碼的值存放在碼的值存放在1000H，S碼的值存放在碼的值存放在1002H，；有的系統(tǒng)則對(duì)于各專用地址碼有的系統(tǒng)則對(duì)于各專用地址碼(如如N，X，Y，G，M，F(xiàn)等等)在存放區(qū)域中都有一個(gè)位移量，該區(qū)域的首址加上地址在存放區(qū)域中都有一個(gè)位移量，該區(qū)域的首址加上地址碼所對(duì)應(yīng)的位移量，就可得到該地址碼所存放的區(qū)域。碼所對(duì)應(yīng)的位移量，就可得到該地址碼所存放的區(qū)域。 確定調(diào)用確定調(diào)