電子發(fā)燒友App
CNC系統(tǒng)軟件
這里指的是為實(shí)現(xiàn)CNC系統(tǒng)各項(xiàng)功能所編制的專用軟件，即存放于計(jì)算機(jī)內(nèi)存中的系統(tǒng)程序。
它一般由輸入數(shù)據(jù)處理程序、插補(bǔ)運(yùn)算程序、速度控制程序、管理程序和診斷程序等組成。現(xiàn)分
述如下：
1、輸入數(shù)據(jù)處理程序
輸入數(shù)據(jù)處理程序接收輸入的零件加工程序，將其用標(biāo)準(zhǔn)代碼表示的加工指令和數(shù)據(jù)進(jìn)行翻
譯、整理，按所規(guī)定的格式存放。有些系統(tǒng)還要進(jìn)一步進(jìn)行刀具半徑偏移的計(jì)算，或?yàn)椴逖a(bǔ)運(yùn)算
和速度控制等進(jìn)行一些預(yù)處理?？傊?，輸入數(shù)據(jù)處理程序一般包括下述三項(xiàng)內(nèi)容：
(1) 輸入。輸入到CNC裝置的有零件加工程序、控制參數(shù)和補(bǔ)償數(shù)據(jù)。其輸入方式有光電閱讀
機(jī)紙帶輸入、鍵盤輸入、磁盤輸入、磁帶輸入、開關(guān)量輸入和連接上一級(jí)計(jì)算機(jī)的DNC接口輸入。
從CNC裝置的工作方式看，分為存儲(chǔ)工作方式輸入和NC工作方式輸入。所謂存儲(chǔ)工作方式，是將加
工的零件程序一次且全部輸入到CNC裝置的內(nèi)存中，加工時(shí)再?gòu)拇鎯?chǔ)器逐個(gè)程序段調(diào)出。所謂NC工
作方式是指CNC系統(tǒng)邊輸入邊加工，即在前一個(gè)程序段正在加工時(shí)，輸入后一個(gè)程序段內(nèi)容。對(duì)于
系統(tǒng)程序，有的固化在PROM中，有的亦是用閱讀機(jī)輸入。無(wú)論是用閱讀機(jī)輸入零件加工程序還是系
統(tǒng)程序，均有一個(gè)閱讀機(jī)中斷處理程序及輸入管理程序。前者的作用是將字符從閱讀機(jī)讀入計(jì)算機(jī)
內(nèi)的緩沖器，一次中斷只讀一個(gè)字符，中斷信號(hào)由中導(dǎo)孔產(chǎn)生。輸入管理程序負(fù)責(zé)緩沖器的管理、
讀入字符的存放及閱讀機(jī)的啟停(另有硬件啟停開關(guān))等。
(2) 譯碼。在輸入的零件加工程序中含有零件的輪廓信息(線型、起終點(diǎn)坐標(biāo))、要求的加工速
度以及其他的輔助信息(換刀、冷卻液開停等)，這些信息在計(jì)算機(jī)作插補(bǔ)運(yùn)算與控制操作之前必須
翻譯成計(jì)算機(jī)內(nèi)部能識(shí)別的語(yǔ)言，譯碼程序就承擔(dān)著此項(xiàng)任務(wù)。在譯碼過程中，還要完成對(duì)程序段
的語(yǔ)法檢查，若發(fā)現(xiàn)語(yǔ)法錯(cuò)誤便立即報(bào)警。
(3) 數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)處理程序一般包括刀具半徑補(bǔ)償、速度計(jì)算以及輔助功能的處理等。刀具
半徑補(bǔ)償是把零件輪廓軌跡轉(zhuǎn)化成刀具中心軌跡。速度計(jì)算是解決該加工數(shù)據(jù)段以什么樣的速度運(yùn)
動(dòng)的問題。需說明的是，最佳切削速度的確定是一個(gè)工藝問題，CNC系統(tǒng)僅僅是保證編程速度的可靠
實(shí)現(xiàn)。另外，諸如換刀、主軸啟停、冷卻液開停等輔助功能也在此程序中處理。
一般來(lái)說，對(duì)輸入數(shù)據(jù)處理的程序的實(shí)時(shí)性要求不高。輸入數(shù)據(jù)處理進(jìn)行得充分一些，可減輕加
工過程中實(shí)時(shí)性較強(qiáng)的插補(bǔ)運(yùn)算及速度控制程序的負(fù)擔(dān)。
2、插補(bǔ)運(yùn)算及位置控制程序
插補(bǔ)運(yùn)算程序完成NC系統(tǒng)中插補(bǔ)器的功能，即實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)軸脈沖分配的功能。脈沖分配包括點(diǎn)位、
直線以及曲線三個(gè)方面，由于現(xiàn)代微機(jī)具有完善的指令系統(tǒng)和相應(yīng)的算術(shù)子程序，給插補(bǔ)計(jì)算提供了
許多方便?？梢圆捎靡恍└奖愕臄?shù)學(xué)方法提高輪廓控制的精度，而不必顧忌會(huì)增加硬件線路。插補(bǔ)
計(jì)算是實(shí)時(shí)性很強(qiáng)的程序，要盡可能減少該程序中的指令條數(shù)，即縮短進(jìn)行一次插補(bǔ)運(yùn)算的時(shí)間。因
為這個(gè)時(shí)間直接決定了插補(bǔ)進(jìn)給的最高速度。在有些系統(tǒng)中還采用粗插補(bǔ)與精插補(bǔ)相結(jié)合的方法，軟
件只作粗插補(bǔ)，即每次插補(bǔ)一個(gè)小線段；硬件再將小線段分成單個(gè)脈沖輸出，完成精插補(bǔ)。這樣既可
提高進(jìn)給速度，又能使計(jì)算機(jī)空出更多的時(shí)間進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)處理。
插補(bǔ)運(yùn)算的結(jié)果輸出，經(jīng)過位置控制部分(這部分工作既可由軟件完成，也可由硬件完成)，去帶
動(dòng)伺服系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)，控制刀具按預(yù)定的軌跡加工。位置控制的主要任務(wù)是在每個(gè)采樣周期內(nèi)，將插補(bǔ)計(jì)
算出的理論位置與實(shí)際反饋位置相比較，用其差值去控制進(jìn)給電機(jī)。在位置控制中，通常還要完成位
置回路的增益調(diào)整、各坐標(biāo)方向的螺距誤差補(bǔ)償和反向間隙補(bǔ)償，以提高機(jī)床的定位精度。
3、速度控制程序
編程所給的刀具移動(dòng)速度，是在各坐標(biāo)的合成方向上的速度。速度處理首先要做的工作是根據(jù)合
成速度來(lái)計(jì)算各運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)方向的分速度。前已述及，速度指令以兩種方式給出，一種是以每分鐘進(jìn)給
量(或代碼)給出；另一種是以主軸每轉(zhuǎn)毫米數(shù)給出。銑床和加工中心以前一種為多數(shù)，而車床則以后
一種為多數(shù)，或者二者都有之。速度控制程序的目的就是控制脈沖分配的速度，即根據(jù)給定的速度代
碼(或其他相應(yīng)的速度指令)，控制插補(bǔ)運(yùn)算的頻率，以保證按預(yù)定速度進(jìn)給。當(dāng)速度明顯突變時(shí)，要
進(jìn)行自動(dòng)加減速控制，避免速度突變?cè)斐伤欧到y(tǒng)的失調(diào)。速度控制可以用兩種方法實(shí)現(xiàn)：一種是用
軟件方法，如程序計(jì)數(shù)法實(shí)現(xiàn)；另一種用定時(shí)計(jì)數(shù)電路由外部時(shí)鐘計(jì)數(shù)運(yùn)用中斷方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。此外，
用軟件對(duì)速度控制數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，并與硬件的速度積分器相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)高性能的恒定合成速度
控制，并大大提高插補(bǔ)進(jìn)給的速度。
4、系統(tǒng)管理程序
為數(shù)據(jù)輸入、處理及切削加工過程服務(wù)的各個(gè)程序均由系統(tǒng)管理程序進(jìn)行調(diào)度，因此，它是實(shí)現(xiàn)
CNC系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作的主體軟件。管理程序還要對(duì)面板命令、時(shí)鐘信號(hào)、故障信號(hào)等引起的中斷進(jìn)行處
理。水平較高的管理程序可使多道程序并行工作，如在插補(bǔ)運(yùn)算與速度控制的空閑時(shí)刻進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸
入處理，即調(diào)用各功能子程序，完成下一數(shù)據(jù)段的讀入、譯碼和數(shù)據(jù)處理工作，且保證在本數(shù)據(jù)段加
工過程中將下一數(shù)據(jù)段準(zhǔn)備完畢。一旦本數(shù)據(jù)段加工完畢就立即開始下一數(shù)據(jù)段的插補(bǔ)加工。有的管
理程序還安排進(jìn)行自動(dòng)編程工作，或?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行必要的預(yù)防性診斷。
5、診斷程序
診斷程序可以在運(yùn)行中及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的故障，并指示出故障的類型。也可以在運(yùn)行前或發(fā)生故障
后，檢查各種部件(接口、開關(guān)、伺服系統(tǒng))的功能是否正常，并指出發(fā)生故障的部位。還可以在維修
中查找有關(guān)部件的工作狀態(tài)，判別其是否正常，對(duì)于不正常的部件給予顯示，便于維修人員能及時(shí)處
理。
這里指的是為實(shí)現(xiàn)CNC系統(tǒng)各項(xiàng)功能所編制的專用軟件，即存放于計(jì)算機(jī)內(nèi)存中的系統(tǒng)程序。
它一般由輸入數(shù)據(jù)處理程序、插補(bǔ)運(yùn)算程序、速度控制程序、管理程序和診斷程序等組成。現(xiàn)分
述如下：
1、輸入數(shù)據(jù)處理程序
輸入數(shù)據(jù)處理程序接收輸入的零件加工程序，將其用標(biāo)準(zhǔn)代碼表示的加工指令和數(shù)據(jù)進(jìn)行翻
譯、整理，按所規(guī)定的格式存放。有些系統(tǒng)還要進(jìn)一步進(jìn)行刀具半徑偏移的計(jì)算，或?yàn)椴逖a(bǔ)運(yùn)算
和速度控制等進(jìn)行一些預(yù)處理?？傊?，輸入數(shù)據(jù)處理程序一般包括下述三項(xiàng)內(nèi)容：
(1) 輸入。輸入到CNC裝置的有零件加工程序、控制參數(shù)和補(bǔ)償數(shù)據(jù)。其輸入方式有光電閱讀
機(jī)紙帶輸入、鍵盤輸入、磁盤輸入、磁帶輸入、開關(guān)量輸入和連接上一級(jí)計(jì)算機(jī)的DNC接口輸入。
從CNC裝置的工作方式看，分為存儲(chǔ)工作方式輸入和NC工作方式輸入。所謂存儲(chǔ)工作方式，是將加
工的零件程序一次且全部輸入到CNC裝置的內(nèi)存中，加工時(shí)再?gòu)拇鎯?chǔ)器逐個(gè)程序段調(diào)出。所謂NC工
作方式是指CNC系統(tǒng)邊輸入邊加工，即在前一個(gè)程序段正在加工時(shí)，輸入后一個(gè)程序段內(nèi)容。對(duì)于
系統(tǒng)程序，有的固化在PROM中，有的亦是用閱讀機(jī)輸入。無(wú)論是用閱讀機(jī)輸入零件加工程序還是系
統(tǒng)程序，均有一個(gè)閱讀機(jī)中斷處理程序及輸入管理程序。前者的作用是將字符從閱讀機(jī)讀入計(jì)算機(jī)
內(nèi)的緩沖器，一次中斷只讀一個(gè)字符，中斷信號(hào)由中導(dǎo)孔產(chǎn)生。輸入管理程序負(fù)責(zé)緩沖器的管理、
讀入字符的存放及閱讀機(jī)的啟停(另有硬件啟停開關(guān))等。
(2) 譯碼。在輸入的零件加工程序中含有零件的輪廓信息(線型、起終點(diǎn)坐標(biāo))、要求的加工速
度以及其他的輔助信息(換刀、冷卻液開停等)，這些信息在計(jì)算機(jī)作插補(bǔ)運(yùn)算與控制操作之前必須
翻譯成計(jì)算機(jī)內(nèi)部能識(shí)別的語(yǔ)言，譯碼程序就承擔(dān)著此項(xiàng)任務(wù)。在譯碼過程中，還要完成對(duì)程序段
的語(yǔ)法檢查，若發(fā)現(xiàn)語(yǔ)法錯(cuò)誤便立即報(bào)警。
(3) 數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)處理程序一般包括刀具半徑補(bǔ)償、速度計(jì)算以及輔助功能的處理等。刀具
半徑補(bǔ)償是把零件輪廓軌跡轉(zhuǎn)化成刀具中心軌跡。速度計(jì)算是解決該加工數(shù)據(jù)段以什么樣的速度運(yùn)
動(dòng)的問題。需說明的是，最佳切削速度的確定是一個(gè)工藝問題，CNC系統(tǒng)僅僅是保證編程速度的可靠
實(shí)現(xiàn)。另外，諸如換刀、主軸啟停、冷卻液開停等輔助功能也在此程序中處理。
一般來(lái)說，對(duì)輸入數(shù)據(jù)處理的程序的實(shí)時(shí)性要求不高。輸入數(shù)據(jù)處理進(jìn)行得充分一些，可減輕加
工過程中實(shí)時(shí)性較強(qiáng)的插補(bǔ)運(yùn)算及速度控制程序的負(fù)擔(dān)。
2、插補(bǔ)運(yùn)算及位置控制程序
插補(bǔ)運(yùn)算程序完成NC系統(tǒng)中插補(bǔ)器的功能，即實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)軸脈沖分配的功能。脈沖分配包括點(diǎn)位、
直線以及曲線三個(gè)方面，由于現(xiàn)代微機(jī)具有完善的指令系統(tǒng)和相應(yīng)的算術(shù)子程序，給插補(bǔ)計(jì)算提供了
許多方便?？梢圆捎靡恍└奖愕臄?shù)學(xué)方法提高輪廓控制的精度，而不必顧忌會(huì)增加硬件線路。插補(bǔ)
計(jì)算是實(shí)時(shí)性很強(qiáng)的程序，要盡可能減少該程序中的指令條數(shù)，即縮短進(jìn)行一次插補(bǔ)運(yùn)算的時(shí)間。因
為這個(gè)時(shí)間直接決定了插補(bǔ)進(jìn)給的最高速度。在有些系統(tǒng)中還采用粗插補(bǔ)與精插補(bǔ)相結(jié)合的方法，軟
件只作粗插補(bǔ)，即每次插補(bǔ)一個(gè)小線段；硬件再將小線段分成單個(gè)脈沖輸出，完成精插補(bǔ)。這樣既可
提高進(jìn)給速度，又能使計(jì)算機(jī)空出更多的時(shí)間進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)處理。
插補(bǔ)運(yùn)算的結(jié)果輸出，經(jīng)過位置控制部分(這部分工作既可由軟件完成，也可由硬件完成)，去帶
動(dòng)伺服系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)，控制刀具按預(yù)定的軌跡加工。位置控制的主要任務(wù)是在每個(gè)采樣周期內(nèi)，將插補(bǔ)計(jì)
算出的理論位置與實(shí)際反饋位置相比較，用其差值去控制進(jìn)給電機(jī)。在位置控制中，通常還要完成位
置回路的增益調(diào)整、各坐標(biāo)方向的螺距誤差補(bǔ)償和反向間隙補(bǔ)償，以提高機(jī)床的定位精度。
3、速度控制程序
編程所給的刀具移動(dòng)速度，是在各坐標(biāo)的合成方向上的速度。速度處理首先要做的工作是根據(jù)合
成速度來(lái)計(jì)算各運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)方向的分速度。前已述及，速度指令以兩種方式給出，一種是以每分鐘進(jìn)給
量(或代碼)給出；另一種是以主軸每轉(zhuǎn)毫米數(shù)給出。銑床和加工中心以前一種為多數(shù)，而車床則以后
一種為多數(shù)，或者二者都有之。速度控制程序的目的就是控制脈沖分配的速度，即根據(jù)給定的速度代
碼(或其他相應(yīng)的速度指令)，控制插補(bǔ)運(yùn)算的頻率，以保證按預(yù)定速度進(jìn)給。當(dāng)速度明顯突變時(shí)，要
進(jìn)行自動(dòng)加減速控制，避免速度突變?cè)斐伤欧到y(tǒng)的失調(diào)。速度控制可以用兩種方法實(shí)現(xiàn)：一種是用
軟件方法，如程序計(jì)數(shù)法實(shí)現(xiàn)；另一種用定時(shí)計(jì)數(shù)電路由外部時(shí)鐘計(jì)數(shù)運(yùn)用中斷方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。此外，
用軟件對(duì)速度控制數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，并與硬件的速度積分器相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)高性能的恒定合成速度
控制，并大大提高插補(bǔ)進(jìn)給的速度。
4、系統(tǒng)管理程序
為數(shù)據(jù)輸入、處理及切削加工過程服務(wù)的各個(gè)程序均由系統(tǒng)管理程序進(jìn)行調(diào)度，因此，它是實(shí)現(xiàn)
CNC系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作的主體軟件。管理程序還要對(duì)面板命令、時(shí)鐘信號(hào)、故障信號(hào)等引起的中斷進(jìn)行處
理。水平較高的管理程序可使多道程序并行工作，如在插補(bǔ)運(yùn)算與速度控制的空閑時(shí)刻進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸
入處理，即調(diào)用各功能子程序，完成下一數(shù)據(jù)段的讀入、譯碼和數(shù)據(jù)處理工作，且保證在本數(shù)據(jù)段加
工過程中將下一數(shù)據(jù)段準(zhǔn)備完畢。一旦本數(shù)據(jù)段加工完畢就立即開始下一數(shù)據(jù)段的插補(bǔ)加工。有的管
理程序還安排進(jìn)行自動(dòng)編程工作，或?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行必要的預(yù)防性診斷。
5、診斷程序
診斷程序可以在運(yùn)行中及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的故障，并指示出故障的類型。也可以在運(yùn)行前或發(fā)生故障
后，檢查各種部件(接口、開關(guān)、伺服系統(tǒng))的功能是否正常，并指出發(fā)生故障的部位。還可以在維修
中查找有關(guān)部件的工作狀態(tài)，判別其是否正常，對(duì)于不正常的部件給予顯示，便于維修人員能及時(shí)處
理。
工商網(wǎng)監(jiān)
評(píng)論