計算機數(shù)控系統(tǒng)(2)(編輯修改稿)
2025-06-15 16:15 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 控制 伺服電機 程序 硬件 硬件 硬件 硬件 硬件 軟件 軟件 軟件 軟件 軟件和硬件的功能界面幾種劃分 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 1． CNC的軟、硬件界面 2． CNC的軟件結(jié)構(gòu)特點 ? ⑴ CNC裝置的多任務(wù)并行處理 CNC的任務(wù)并行處理示意圖 輸入 顯示 控制 I/O 診斷 譯 碼 刀具補償 速度處理 位置控制 插 補 ⑵ 前后臺型軟件結(jié)構(gòu) 前臺程序 故障處理 位置控制 插補運算 …… 后臺程序 譯 碼 刀補處理 速度預(yù)處理 輸入 /輸出 顯示 中斷執(zhí)行 循環(huán)執(zhí)行 前后臺程序運行關(guān)系圖 前后臺型結(jié)構(gòu)模式的特點 ?任務(wù)調(diào)度機制 : 優(yōu)先搶占調(diào)度和循環(huán)調(diào)度 。 前臺程序的調(diào)度是優(yōu)先搶占式的；前臺和后臺程序內(nèi)部各子任務(wù)采用的是順序調(diào)度 。 ?信息交換 :緩沖區(qū) 。 前臺和后臺程序之間以及內(nèi)部各子任務(wù)之間的 。 ?實時性差 。 在前臺和后臺程序內(nèi)無優(yōu)先級等級 、 也無搶占機制 。 該結(jié)構(gòu)僅適用于控制功能較簡單的系統(tǒng) 。 早期的 CNC系統(tǒng)大都采用這種結(jié)構(gòu) 。 ⑶ 中斷型軟件結(jié)構(gòu) 初始化 中斷管理系統(tǒng)（硬件 + 軟件） 0級中斷服務(wù)程序 1 級中斷服務(wù)程序 2 級中斷服務(wù)程序 級中斷服務(wù)程序 …… …… …… 中斷型軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 n 中斷型 結(jié)構(gòu)模式的特點 ?任務(wù)調(diào)度機制： 搶占式優(yōu)先調(diào)度 。 ?信息交換： 緩沖區(qū) 。 ?實時性好 。 由于中斷級別較多 （ 最多可達 8級 ） ， 強實時性任務(wù)可安排在優(yōu)先級較高的中斷服務(wù)程序中 。 ?模塊間的關(guān)系復(fù)雜 ， 耦合度大 ， 不利于對系統(tǒng)的維護和擴充 。 80～ 90年代初的 CNC系統(tǒng)大多采用這種結(jié)構(gòu) 。 加工程序 譯 碼 譯碼緩沖區(qū) 刀補處理 刀補緩沖區(qū) 速度預(yù)處理 插補緩沖區(qū) 插補處理 運行緩沖區(qū) 伺服驅(qū)動 位控處理 位置反饋 PLC控制 第三節(jié) CNC的信息處理過程 CNC裝置數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換流程示意圖 ? 零件程序的輸入過程流程圖 ? 送出譯碼 外存或通信接口 零件程序緩沖區(qū) MDI鍵盤 MDI緩沖區(qū) 零件程序存儲區(qū) 一、輸入 二、存儲 目錄區(qū) 零件程序區(qū) 程序號 零件程序 1 程序首址 程序終址 程序號 零件程序 2 程序首址 程序終址 … … 空白目錄區(qū) 零件程序 1 零件程序 2 零件程序 3 … 零件程序 I … 零件程序 n 空白程序區(qū) 零件程序存儲器的結(jié)構(gòu)示意圖 三、譯碼 ? 定義： 譯碼程序是以程序段為單位對信息進行處理，把其中的各種工件輪廓信息（如起點、終點，直線和圓?。?、加工速度 F和其它輔助信息（ ）依照計算機能識別的數(shù)據(jù)形式，并以一定的格式存放在指定的內(nèi)存專用區(qū)間。在譯碼過程中，還要完成對程序段的語法檢查，若發(fā)現(xiàn)語法錯誤立即報警。 ? 方法： 解釋和編譯 。 ? 內(nèi)容： 整理和存放。 ? 1）不按字符格式的整理與存放方法。 ? 2）保留字符格式的整理與存放。 ? ? 開始 讀取緩沖器中的字符 處理數(shù)字代碼 處理 N代碼 處理 G代碼 處理 X代碼 處理 Y代碼 ＜ 10H? =10H? =11H? =12H? =13H? 無法識別、錯誤處理 結(jié)束 Y N N N N Y Y Y Y 軟件識別代碼的流程圖 四、譯碼后的數(shù)據(jù)處理 ? 1．刀具補償 ? 定義： 將編程時工件輪廓數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成刀具中心軌跡數(shù)據(jù)。 ? 種類： 長度補償和半徑補償。 2．速度處理 ? （ 1）進給速度計算 ? 開環(huán)系統(tǒng) : ? 速度通過控制向步進電機輸出脈沖的頻率來實現(xiàn)。 ? 速度計算的方法是根據(jù)程編的 F值來確定該頻率值。 ? 半閉環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng) : ? 采用數(shù)據(jù)采樣方法進行插補加工 ? 速度計算是根據(jù)程編的 F值，將輪廓曲線分割為采樣周期的輪廓步長 。 開環(huán)系統(tǒng)進給速度的計算 VS 脈沖的頻率決定進給速度 。 為脈沖當量 ， 單位： mm ， 則 兩軸聯(lián)動時 ， 各坐標軸速度為 : 合成速度 （ 即進給速度 ） V為 m i n )/mm(60f F ?? ???60Ff ??xx f60v ??yy f60v ?FvvV 2y2x ???（ 2）進給速度控制 VS 常用的 控制 方法 ： 計時法 用于脈沖增量插補 。 時鐘中斷法 用軟件控制每個時鐘周期內(nèi)的插補次數(shù) ， 達到速度控制的目的 。 積分法 LV?3．插補 ? 根據(jù)速度倍率值計算本次插補周期的實際合成位移量； ? 計算新的坐標位置； ? 將合成位移分解到各個坐標方向 ，得到各個坐標軸的位置控制指令 。 ? 插補程序的實時性 。 ? 1．計算新的指令坐標位置 ? X2新 = X2舊 + Δx2 ? Y2新 = Y2舊 + Δy2
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