【正文】 后的數(shù)字表示，多為 S4位，單位為 r/min。（ 7）刀具功能和第二輔助功能：刀具功能用來選擇所需刀具 ,用 T的 2位或 4位數(shù)表示。第五章　數(shù)控原理與系統(tǒng)第五章　數(shù)控原理與系統(tǒng)數(shù)控技術(shù)（ 8）補償功能：一種是指刀具尺寸補償和程序段自動轉(zhuǎn)接，以簡化程序。（ 9）字符、圖形顯示功能： CNC控制器可配置單色或彩色 CRT，通過軟件和接口實現(xiàn)字符和圖形顯示。診斷程序一般都可以包含在系統(tǒng)程序中，在運行過程中進行檢查和診斷，也可作服務(wù)性程序脫機診斷。DNC設(shè)有緩沖存儲器，可以數(shù)控格式輸入，也可以二進制格式輸入，進行高速傳輸?？梢灾苯痈鶕?jù)藍圖輸入簡單表示的幾何尺寸生成程序；可以用對話式編程；可以用宏程序編程。已有的或常規(guī)的 CNC必須趨向開放式的 CNC。第五章　數(shù)控原理與系統(tǒng)第五章　數(shù)控原理與系統(tǒng)數(shù)控技術(shù)第二種是以單板或?qū)Ｓ眯酒澳０褰M成結(jié)構(gòu)緊湊的CNC。第三種是基于通用計算機（ PC或 IPC）基礎(chǔ)上開發(fā)的CNC。前兩種類型相對第三種可稱為專用結(jié)構(gòu)的計算機，其特點是硬件印制板是制造廠專門設(shè)計制造的，不具有通用性。第五章　數(shù)控原理與系統(tǒng)第五章　數(shù)控原理與系統(tǒng)數(shù)控技術(shù)（ 2）單微處理器結(jié)構(gòu)：是 CNC發(fā)展初期采用的結(jié)構(gòu)，由于只有一個微處理器能控制系統(tǒng)總線，占有總線資源， CNC的各個任務(wù)都以集中控制、分時處理的方式完成。第五章　數(shù)控原理與系統(tǒng)第五章　數(shù)控原理與系統(tǒng)數(shù)控技術(shù)第五章　數(shù)控原理與系統(tǒng)第五章　數(shù)控原理與系統(tǒng)數(shù)控技術(shù)（ 3）多微處理器結(jié)構(gòu)CNC的多微處理器結(jié)構(gòu)是指在系統(tǒng)中有兩個或兩個以上的微處理器能控制系統(tǒng)總線、或主存儲器進行工作的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。所謂緊耦合，是指兩個或兩個以上的微處理器構(gòu)成的處理部件之間采用緊耦合，有集中的操作系統(tǒng)，共享資源。第五章　數(shù)控原理與系統(tǒng)第五章　數(shù)控原理與系統(tǒng)數(shù)控技術(shù)1）多微處理器 CNC的典型結(jié)構(gòu)① 共享總線結(jié)構(gòu)，如圖。第五章　數(shù)控原理與系統(tǒng)第五章　數(shù)控原理與系統(tǒng)數(shù)控技術(shù)2）多微處理器的 CNC的基本功能模塊主要有以下六種基本功能模塊：①CNC 管理模塊。②CNC 插補模塊。③ 位置控制模塊。零件程序中的開關(guān)量（ S、 M、 T）和機床面板來的信號在這個模塊中進行邏輯處理。⑥ 存儲器模塊。第五章　數(shù)控原理與系統(tǒng)第五章　數(shù)控原理與系統(tǒng)數(shù)控技術(shù)開放式 CNC的硬件結(jié)構(gòu)對數(shù)控系統(tǒng)的柔性和通用性的要求主要體現(xiàn)在：根據(jù)不同的加工需求迅速、高效、經(jīng)濟地構(gòu)筑面向客戶的控制系統(tǒng)；減少數(shù)控機床生產(chǎn)廠對控制系統(tǒng)供應(yīng)商的高依賴性；大幅度降低維護和培訓(xùn)成本；改變目前數(shù)控系統(tǒng)的封閉型設(shè)計，以適應(yīng)未來車間面向任務(wù)惡化訂單的生產(chǎn)組織模式，使底層生產(chǎn)控制系統(tǒng)的集成更為簡便和有效。第五章　數(shù)控原理與系統(tǒng)第五章　數(shù)控原理與系統(tǒng)數(shù)控技術(shù)國外，數(shù)控系統(tǒng)開放性在技術(shù)上體現(xiàn)為平臺技術(shù)和面向應(yīng)用功能單元的系統(tǒng)參考結(jié)構(gòu)。1994年又開始了 OMAC(Open Modular Architecture Systems)項目的研究。1990年日本的 IMS中，對 CNC要求標準化和智能化。這一特征要求提供標準化的接口、通訊和交互模型。這一特征解決 CNC軟件的公用問題；要求設(shè)計的軟件與設(shè)備無關(guān)性，即通過統(tǒng)一的應(yīng)用程序接口，完成對設(shè)備的控制。4）可相互替代性 (Interchangeability)：指不同性能與可靠性和不同功能能力的功能模塊可相互替代。開放式數(shù)控系統(tǒng)是從全新的角度分析和實現(xiàn)數(shù)控的功能，強調(diào)系統(tǒng)對控制需求的可重構(gòu)性和透明性，以及系統(tǒng)功能面向多供應(yīng)商。具體有① PC 連接型 CNC如圖 ,是將現(xiàn)有 CNC與 PC用串行線直接相連而構(gòu)成。在 CNC內(nèi)部加裝 PC， PC與 CNC之間用專用總線連接。專用 CNC卡包括加工軌跡生成等幾乎所有的 CNC處理功能。第五章　數(shù)控原理與系統(tǒng)第五章　數(shù)控原理與系統(tǒng)數(shù)控技術(shù) CNC系統(tǒng)的多任務(wù)并行處理與實時中斷處理CNC的多任務(wù)表現(xiàn)在他的軟件必須完成管理和控制兩大任務(wù)。系統(tǒng)控制包括：譯碼、刀具補償、速度處理、插補、位置控制。第五章　數(shù)控原理與系統(tǒng)第五章　數(shù)控原理與系統(tǒng)數(shù)控技術(shù)所謂并行處理，是指計算機在同一時刻或同一時間間隔內(nèi)完成兩種或兩種以上相同或不同的工作。CNC系統(tǒng)的中斷管理主要靠硬件完成，中斷類型有：① 外部中斷。③ 硬件故障中斷。第五章　數(shù)控原理與系統(tǒng)第五章　數(shù)控原理與系統(tǒng)數(shù)控技術(shù)常規(guī) CNC的軟件結(jié)構(gòu)CNC的軟件結(jié)構(gòu)決定于系統(tǒng)采用的中斷結(jié)構(gòu)。（ 1）中斷型結(jié)構(gòu)模式此類型的結(jié)構(gòu)特點是除了初始化程序之外，整個系統(tǒng)軟件的各種任務(wù)模塊分別安排在不同級別的中斷服務(wù)程序中，整個軟件就是一個大的多重中斷系統(tǒng)。如 FANUEBESK 7CM CNC系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)就是一個典型的中斷型結(jié)構(gòu)。后臺程序是一個循環(huán)運行的程序，在其運行過程中，前臺實時中斷程序不斷插入，與后臺程序相配合，共同完成零件加工任務(wù)。第五章　數(shù)控原理與系統(tǒng)第五章　數(shù)控原理與系統(tǒng)數(shù)控技術(shù)開放式 CNC的軟件結(jié)構(gòu)根據(jù)開放式控制系統(tǒng)的要求，除它的硬件要采用基于標準總線的公用的模塊化設(shè)計外，其軟件應(yīng)采用平臺技術(shù)、統(tǒng)一的標準規(guī)范和面向功能元拓樸結(jié)構(gòu)的應(yīng)用軟件，以保證系統(tǒng)具有開放的基本特征。 插補有二層意思： 一是用小線段逼近產(chǎn)生基本線型（如直線、圓弧等）； 二是用基本線型擬合其它輪廓曲線。插補運算的速度和精度是數(shù)控裝置的重要指標。五坐標插補加工仍是國外對我國封鎖的技術(shù)。第五章　數(shù)控原理與系統(tǒng)第五章　數(shù)控原理與系統(tǒng)數(shù)控技術(shù)2 插補方法的分類 每次插補結(jié)束僅向各運動坐標軸輸出一個控制脈沖，各坐標僅產(chǎn)生一個脈沖當量或行程的增量?；鶞拭}沖插補的方法很多，如逐點比較法、數(shù)字積分法、脈沖乘法器等。然后再將輪廓步長分解為各個坐標軸的進給量（一個插補周期的進給量），作為指令發(fā)給伺服驅(qū)動裝置。 數(shù)據(jù)采樣插補方法有：直線函數(shù)法、擴展 DDA、二階遞歸算法等。 原理 ：每次僅向一個坐標軸輸出一個進給脈沖，而每走一步都要通過偏差函數(shù)計算，判斷偏差點的瞬時坐標同規(guī)定加工軌跡之間的偏差，然后決定下一步的進給方向。 逐點比較法可以實現(xiàn)直線插補、圓弧插補及其它曲線插補。 第五章　數(shù)控原理與系統(tǒng)第五章　數(shù)控原理與系統(tǒng)數(shù)控技術(shù)（ 1）偏差函數(shù)構(gòu)造 對于第一象限直線 OA上任一點P(X,Y):X/Y = Xe/Ye 若刀具加工點為 Pi（ Xi， Yi），則該點的偏差函數(shù) Fi可表示為 若 Fi= 0，表示加工點位于直線上；若 Fi 0，表示加工點位于直線上方；若 Fi 0，表示加工點位于直線下方。(Xi,Yi)Ae1）判斷插補或進給的總步數(shù)：；2）分別判斷各坐標軸的進給步數(shù)；3）僅判斷進給步數(shù)較多的坐標軸的進給步數(shù)。終點判別是判斷進給總步數(shù) N=6+4=10，將其存入終點判別計數(shù)器中，每進給一步減 1，若 N=0，則停止插補。 步數(shù) 判別 坐標進給 偏差計算 終點判別0 F0=0 ∑=101 F=0 +X F1=F0ye=04=4 ∑=101=92 F0 +Y F2=F1+xe=4+6=2 ∑=91=83 F0 +X F3=F2ye=24=2 ∑=81=74 F0 +Y F4=F3+xe=2+6=4 ∑=71=65 F0 +X F5=F4ye=44=0 ∑=61=56 F=0 +X F6=F5ye=04=4 ∑=51=47 F0 +Y F7=F6+xe=4+6=2 ∑=41=38 F0 +X F8=F7ye=24=2 ∑=31=29 F0 +Y F9=F8+xe=2+6=4 ∑=21=110 F0 +X F10=F9ye=44=0 ∑=11=0OA98754321610YX第五章　數(shù)控原理與系統(tǒng)第五章　數(shù)控原理與系統(tǒng)數(shù)控技術(shù) （ 1）偏差函數(shù) 任意加工點 Pi（ Xi， Yi），偏差函數(shù) Fi可表示為若 Fi=0，表示加工點位于圓上；若 Fi0，表示加工點位于圓外；若 Fi0，表示加工點位于圓內(nèi) XYPi（ Xi， Yi）AB F0F0第五章　數(shù)控原理與系統(tǒng)第五章　數(shù)控原理與系統(tǒng)數(shù)控技術(shù)（ 2）偏差函數(shù)的遞推計算 1） 逆圓插補 若 F≥ 0，規(guī)定向 X方向 走一步 若 Fi0，規(guī)定向 +Y方向 走一步 2） 順圓插補 若 Fi≥0 ，規(guī)定向 Y方向 走一步 若 Fi0，規(guī)定向 +X方向 走一步（ 3）終點判別 1）判斷插補或進給的總步數(shù)： 2）分別判斷各坐標軸的進給步數(shù) ；第五章　數(shù)控原理與系統(tǒng)第五章　數(shù)控原理與系統(tǒng)數(shù)控技術(shù)（ 4）逐點比較法圓弧插補舉例 對于第一象限圓弧 AB，起點 A（ 4， 0），終點 B（ 0， 4） ABYX4步數(shù) 偏差判別 坐標進給 偏差計算 坐標計算 終點判別起點 F0=0 x0=4, y0=0 Σ=4+4=81 F0=0 x F1=F02x0+1 =02*4+1=7x1=41=3y1=0Σ=81=72 F10 +y F2=F1+2y1+1 =7+2*0+1=6x2=3y2=y1+1=1Σ=71=63 F20 +y F3=F2+2y2+1=3 x3=3, y3=2 Σ=54 F30 +y F4=F3+2y3+1=2 x4=3, y4=3 Σ=45 F40 x F5=F42x4+1=