【正文】 α 第三節(jié) CNC系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu) 4. 插補(bǔ)計(jì)算 主要功能： ? 計(jì)算插補(bǔ)周期的實(shí)際合成位移量： △ L1=△ L*修調(diào)值 ? 分解 △ L1 → （ △ X △ Y1） 將 △ L1按插補(bǔ)的線形 （ 直線 ， 圓弧等 ） 和本插補(bǔ)點(diǎn)所在的位置分解到各個(gè)進(jìn)給軸 ， 作為各軸的位置控制指令 （ △ X △ Y1） 。 下午 3時(shí) 19分 數(shù)控技術(shù) 65 第三節(jié) CNC系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu) 速度處理程序主要完成以下幾步計(jì)算 ： ?計(jì)算本段總位移量： 直線 ：合成位移量 L； 圓弧 ：總角位移量 α 。 ? 根據(jù)本段與前段連接關(guān)系 ， 進(jìn)行段間連接處理 。 下午 3時(shí) 19分 數(shù)控技術(shù) 62 第三節(jié) CNC系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu) N06 G90 G41 D11 G01 X200 Y300 F200 ； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Struct PROG_BUFFER { char buf_state； 0： (開始 )； 1（；） ⑨ int block_num； 06（ N06） ① double COOR[20]； COOR[1]=202200；（ X200） ⑥ COOR[2]=300000；（ Y300） ⑦ int F,S； F=200；（ F200） ⑧ char G0； D5=0；（ G90） ② D6,D7=0,1（ G41） ③ D1=1；（ G01） ⑤ …… char D； D=11（ D11） ④ }； 下午 3時(shí) 19分 數(shù)控技術(shù) 63 2. 刀補(bǔ)處理 (計(jì)算刀具中心軌跡 ) 刀補(bǔ)處理的主要工作 ： ? 根據(jù) G90/G91計(jì)算零件輪廓的終點(diǎn)坐標(biāo)值 。 }； 下午 3時(shí) 19分 數(shù)控技術(shù) 60 以標(biāo)志形式存放 G指令示例 下午 3時(shí) 19分 數(shù)控技術(shù) 61 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 G00 0 ：無(wú)該指令； 1 ：有該指令 G01 0 ：無(wú)該指令； 1 ：有該指令 G02 0 ：無(wú)該指令； 1 ：有該指令 G03 0 ：無(wú)該指令； 1 ：有該指令 G90/G91 0 ： G90 ； 1 ： G91 ｝ G06 0 ：無(wú)該指令； 1 ：有該指令 00 ： G40 ； 11 ： G40 01 ： G41 ； 10 ； G42 第三節(jié) CNC系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu) 第三節(jié) CNC系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu) ? 在程序中一般都有由若干個(gè)這樣結(jié)構(gòu)組成的程序緩沖區(qū)組 ， 當(dāng)前程序段被解釋完后便將該段的數(shù)據(jù)信息送入緩沖區(qū)組中空閑的一個(gè) 。 char M1； char T； //存放本段換刀的刀具號(hào) 。 char G0； //以標(biāo)志形式存放 G指令 。 double COOR[20]； //存放尺寸指令的數(shù)值 （ μ m） 。 下午 3時(shí) 19分 數(shù)控技術(shù) 59 第三節(jié) CNC系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu) Struct PROG_BUFFER { char buf_state； //緩沖區(qū)狀態(tài) ， 0 空； 1 準(zhǔn)備好 。 功能界面劃分的準(zhǔn)則：系統(tǒng)的性能價(jià)格比 下午 3時(shí) 19分 數(shù)控技術(shù) 55 第三節(jié) CNC系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu) ? 數(shù)控系統(tǒng)功能界面的幾種劃分： 下午 3時(shí) 19分 數(shù)控技術(shù) 56 輸 入 預(yù)處理 位置檢測(cè) 插補(bǔ)運(yùn)算 位置控制 速度控制 伺服電機(jī) 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 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 第三節(jié) CNC系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu) 二 、 CNC裝置的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換流程 CNC系統(tǒng)軟件的主要任務(wù)之一就是如何將由零件加工程序表達(dá)的加工信息，變換成各進(jìn)給軸的位移指令、主軸轉(zhuǎn)速指令和輔助動(dòng)作指令，控制加工設(shè)備的軌跡運(yùn)動(dòng)和邏輯動(dòng)作，加工出符合要求的零件。 下午 3時(shí) 19分 數(shù)控技術(shù) 54 第三節(jié) CNC系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu) ? 硬件和軟件在實(shí)現(xiàn)各種功能時(shí)的特點(diǎn)： – 硬件處理速度快，但靈活性差，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制的功能困難。 下午 3時(shí) 19分 數(shù)控技術(shù) 53 第三節(jié) CNC系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu) 一 、 CNC裝置軟件和硬件的功能界面 ? 合理確定 CNC裝置軟件硬件的功能分擔(dān)就是所謂的軟件和硬件的功能界面劃分的概念 。 下午 3時(shí) 19分 數(shù)控技術(shù) 51 第三節(jié) CNC系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu) 下午 3時(shí) 19分 數(shù)控技術(shù) 52 第三節(jié) CNC系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu) CNC系統(tǒng)軟件是一個(gè)典型而又復(fù)雜的實(shí)時(shí)系統(tǒng) 。 下午 3時(shí) 19分 數(shù)控技術(shù) 49 第二節(jié) CNC裝置的硬件體系結(jié)構(gòu) ? 常用的位置控制模塊有： – 開環(huán)位置控制模塊： CNC裝置與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源的接口； – 閉環(huán)（含半閉環(huán)）位置控制模塊： CNC裝置與直流、交流伺服驅(qū)動(dòng)裝置的接口。 下午 3時(shí) 19分 數(shù)控技術(shù) 47 第二節(jié) CNC裝置的硬件體系結(jié)構(gòu) CNC機(jī)床用的 PLC一般分為兩類： ? 內(nèi)裝型 （ Builtin Type） PLC（ 或稱集成式、內(nèi)含式）。 ? PLC模塊的作用 ：接收來(lái)自操作面板 、 機(jī)床上的各行程開關(guān) 、 傳感器 、 按鈕 、 強(qiáng)電柜里的繼電器以及主軸控制 、 刀庫(kù)控制的有關(guān)信號(hào) ， 經(jīng)處理后輸出去控制相應(yīng)器件的運(yùn)行 。 ? 電子盤的規(guī)格有： 、 、 6MB、 12MB等。 下午 3時(shí) 19分 數(shù)控技術(shù) 44 第二節(jié) CNC裝置的硬件體系結(jié)構(gòu) ? 在 CNC裝置中，常采用電子存儲(chǔ)器件作為外存儲(chǔ)器，主要是考慮到 CNC裝置的工作環(huán)境有可能受到電磁干擾，磁性器件的可靠性低，而電子存儲(chǔ)器件的抗電磁干擾能力相對(duì)來(lái)講要強(qiáng)一些。 – 非易失性讀寫存儲(chǔ)元件。 下午 3時(shí) 19分 數(shù)控技術(shù) 43 第二節(jié) CNC裝置的硬件體系結(jié)構(gòu) ? 電子存儲(chǔ)器件一般用作內(nèi)存儲(chǔ)器，其價(jià)格高于前兩類。 – 電子（半導(dǎo)體）存儲(chǔ)器件，如 RAM、 ROM、FLASH等。 下午 3時(shí) 19分 數(shù)控技術(shù) 42 第二節(jié) CNC裝置的硬件體系結(jié)構(gòu) ? 計(jì)算機(jī)領(lǐng)域所用存儲(chǔ)器件有三類： – 磁存儲(chǔ)器件，如：軟 /硬磁盤（讀 /寫）。 下午 3時(shí) 19分 數(shù)控技術(shù) 41 第二節(jié) CNC裝置的硬件體系結(jié)構(gòu) 4. 電子盤 (存儲(chǔ)模塊 ) ? 電子盤是 CNC裝置特有的存儲(chǔ)模塊 。 下午 3時(shí) 19分 數(shù)控技術(shù) 40 第二節(jié) CNC裝置的硬件體系結(jié)構(gòu) 以上三部分 ， 再配上鍵盤 、 電源 、 機(jī)箱 ， 實(shí)際上是一部通用的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng) ， 它是 CNC裝置的核心 ， 從某種意義上講 ， CNC裝置的檔次和性能是由它決定的 。 ? 該模塊也是標(biāo)準(zhǔn)的 PC機(jī)模塊 ， 一般不需要用戶自己開發(fā) 。它不僅隨時(shí)可以在市場(chǎng)上買到，而且它還有非常豐富的支持軟件，因此無(wú)需用戶自己開發(fā)。 下午 3時(shí) 19分 數(shù)控技術(shù) 38 第二節(jié) CNC裝置的硬件體系結(jié)構(gòu) ? 在 CNC裝置中， CRT顯示是一個(gè)非常重要的功能，它是人機(jī)交流的重要媒介 ，它給用戶提供了一個(gè)直觀的操作環(huán)境，可使用戶能快速地熟悉適應(yīng)其操作過(guò)程。其規(guī)格有 6槽、 8槽、 12槽、 14槽等。并根據(jù)其處理結(jié)果，向各功能模塊發(fā)出控制命令，傳送數(shù)據(jù)，使用戶的指令得以執(zhí)行。 功能結(jié)構(gòu)： – CPU及其外圍芯片； – 內(nèi)存單元 、 cache及其外圍芯片； – 通訊接口 (串口 ， 并口 ， 鍵盤接口 )。 – 采用模塊化結(jié)構(gòu)時(shí) ， CNC系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作則可歸結(jié)為功能模塊的合理選用 。 其中單元母板一般為總線結(jié)構(gòu)的無(wú)源母板 ， 它提供模塊間互聯(lián)的信號(hào)通路 。 ? 模塊化設(shè)計(jì)方法 ：將控制系統(tǒng)按功能劃分成若干具有獨(dú)立功能的單元模塊 ,并配上相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)軟件 。 – 分布式結(jié)構(gòu) ：系統(tǒng)有兩個(gè)或兩個(gè)以上帶 CPU的功能模塊，各模塊有自己獨(dú)立的運(yùn)行環(huán)境，模塊間采用松耦合，且采用通訊方式交換信息。 下午 3時(shí) 19分 數(shù)控技術(shù) 30 第二節(jié) CNC裝置的硬件體系結(jié)構(gòu) – 多主結(jié)構(gòu) ：系統(tǒng)中有兩個(gè)或兩個(gè)以上帶 CPU的模塊部件對(duì)系統(tǒng)資源有控制或使用權(quán)。 下午 3時(shí) 19分 數(shù)控技術(shù) 29 第二節(jié) CNC裝置的硬件體系結(jié)構(gòu) ? 多機(jī)系統(tǒng) : CNC裝置中有兩個(gè)或兩個(gè)以上的 CPU， 即系統(tǒng)中的某些功能模塊自身也帶有 CPU， 根據(jù)部件間的相互關(guān)系又可將其分為： – 主從結(jié)構(gòu) ， 系統(tǒng)中只有一個(gè) CPU(稱為主 CPU)對(duì)系統(tǒng)的資源有控制和使用權(quán)其它帶 CPU的功能部件 ， 只能接受主 CPU的控制命令或數(shù)據(jù) ， 或向主 CPU發(fā)出請(qǐng)求信息以獲得所需的數(shù)據(jù) 。 下午 3時(shí) 19分 數(shù)控技術(shù) 26 第一節(jié) 引言 11. 通訊功能 —— CNC與外界進(jìn)行信息和數(shù)據(jù)交換的功能 ? RS232C接口 ， 可傳送零件加工程序 ， ? DNC接口 ， 可實(shí)現(xiàn)直接數(shù)控 ， ? MAP(制造自動(dòng)化協(xié)議 )模塊 ， ? 網(wǎng)卡 適應(yīng) FMS、 CIMS、 IMS等制造系統(tǒng)集成的要求 。 下午 3時(shí) 19分 數(shù)控技術(shù) 25 第一節(jié) 引言 10. 自診斷功能 —— CNC自動(dòng)實(shí)現(xiàn)故障預(yù)報(bào)和故障定位的功能 。 ? 非線性誤差補(bǔ)償功能： 對(duì)諸如熱變形 、 靜態(tài)彈性變形 、 空間誤差以及由刀具磨損所引起的加工誤差等 ，采用 AI、 專家系統(tǒng)等新技術(shù)進(jìn)行建模 ， 利用模型實(shí)施在線補(bǔ)償 。 下午 3時(shí) 19分 數(shù)控技術(shù) 23 第一節(jié) 引言 8. 補(bǔ)償功能 ? 刀具半徑和長(zhǎng)度補(bǔ)償功能： 實(shí)現(xiàn)按零件輪廓編制的 程序控制刀具中心軌跡的功能 。 下午 3時(shí) 19分 數(shù)控技術(shù) 22 第一節(jié) 引言 7. 刀具管理功能 ——實(shí)現(xiàn)對(duì)刀具幾何尺寸和刀具壽命的管理功能 。 下午 3時(shí) 19分 數(shù)控技術(shù) 21 第一節(jié) 引言 6. 輔助功能 （ M功能 ） —— 用于指令機(jī)床輔助操作的功能 。 ? C軸控制 ——主軸周向任意位置控制的功能。 ? 恒線速度控制 ——刀具切削點(diǎn)的切削速度為恒速