4 数控系统软件及软件结构解析

数控系统控制软件的功能与结构一、掌握软件的结构数控系统的软件由管理软件和掌握软件组成，管理软件包括零件程序的输入输出程序、显示程序与故障诊断程序等，掌握软件包括译码程序、刀具补偿计算程序、插补计算程序、速度掌握程序和位置掌握程序等。

数控系统掌握软件常采纳前后台型结构。

二、数控系统的功能1. 系统管理功能用于系统各功能模块的管理与调度。

2. 加工程序的管理与编辑3. 在参数设置模块中，可对各种参数进行设置，数控系统中大致有四类参数。

（1）刀具参数（2）G53～G59参数G53～G59参数在数控编程中用于坐标系的零点偏置。

（3）丝杠的间隙与螺距误差表在半闭环与开环数控系统中，传动链的间隙直接影响加工精度，因此须测量出各轴的传动间隙，并置人数控系统，由系统对间隙进行自动补偿。

（4）系统掌握参数当配接不同的机床时，系统掌握参数要做相应的转变。

4. 手动操作与调整（1）坐标轴的移动掌握1）连续移动2）点动3）手摇脉冲发生器移动（2）手动MST功能的掌握在手动调整中，可以单独指定执行某一M、S、T功能。

（3）机床坐标系的建立与返回参考点数控系统的很多功能，如螺距误差补偿、G53～G59零点偏置、换刀点等，都是定义在机床坐标系下的。

机床坐标系是通过系统执行返回参考点来建立的。

5 . 零件的自动加工通过键盘和通信接口将预备好的零件加工程序送入数控系统，然后就可启动零件的自动加工功能，该功能是数控系统的核心。

6. 空运行与加工图形模拟该功能用于验证加工程序的正确性。

数控系统的图形模拟功能可将刀具的运行轨迹在显示器上显示出来，直观地检查程序。

7. 数控系统的自诊断与开关I/O诊断功能数控系统在执行全部功能时，都不断地对其自身是否正常工作进行诊断，一旦发觉特别，马上产生报警，并停止系统的运行。

数控木工车床的数控系统与软件介绍数控木工车床作为一种现代化的木工加工设备，广泛应用于家具制造、木制工艺品生产以及木质建筑等领域。

数控系统是数控木工车床的核心，负责控制车床的运动轨迹和加工工艺，而数控软件则是为数控系统提供指令和数据的工具。

本文将介绍数控木工车床的数控系统和软件，为读者提供相关的知识和技术指导。

数控系统是数控木工车床的核心部分，它由硬件和软件两部分组成。

硬件包括伺服驱动器、伺服电机、编码器以及接口电路等，而软件则包括控制程序和操作界面等。

数控系统通过接收输入的指令和参数，控制各个轴向的运动，实现对木工材料的切削加工。

数控系统的工作原理可以简单概括为：首先，操作人员使用数控软件创建或编辑加工程序，然后将程序加载到数控系统中。

接着，通过操作界面输入加工参数和指令，数控系统根据这些指令和参数，控制伺服电机驱动车床在X、Y、Z三个轴向上的运动。

同时，还能控制主轴的转速、进给速度以及刀具的上下等动作。

这样，数控木工车床就能根据程序的指令和参数，自动完成木工材料的切削加工过程。

数控系统的设计不仅取决于硬件的性能，还与软件的功能密切相关。

数控软件是数控系统的关键，它负责解析加工程序，生成关键的指令和数据，然后传输给数控系统。

数控软件具备以下几个主要功能：1. 编程功能：数控软件提供用户友好的编程界面，操作人员可以使用该界面创建、编辑和管理加工程序。

通过输入指令和参数，可以定义刀具的路径、加工方式以及加工深度等。

编程功能使得操作人员可以根据实际需求灵活地制定加工方案。

2. 图形处理功能：数控软件能够将CAD或CAM软件生成的图形文件导入并进行处理。

在加工过程中，操作人员可以通过显示屏查看加工路径、刀具位置以及加工效果等。

图形处理功能使得操作人员可以直观地了解加工过程，提高工作效率和精度。

3. 算法优化功能：数控软件能够对加工程序进行算法优化，根据材料的性质和切削工艺的特点，自动调整刀具路径和进给速度等参数。

第二章数控系统的基本结构第一节数控系统的硬件结构
一、数控系统硬件结构的类型
1.大板式结构和模块化结构
2.专用型结构和开放式结构
3.单微处理器结构和多微处理器结构
二、数控系统硬件结构主要组成部分的功能
1.微处理器和总线
2.存储器
3.定时器和中断控制器
4.位置控制器
5.可编程控制器接口
三、输入/输出接口
1.纸带阅读机接口
2.键盘MDI接口
3.数码显示器接口
4.CRT显示器接口
5.直流开关量输入接口
6.直流开关量输出接口
7.模拟量输入/输出接口
8.通信接口
第二节数控系统的软件结构
一、数控系统软硬件界面
二、数控系统软件的内容
三、数控系统软件的结构特点
1.数控系统的多任务并行处理
2.实施中断处理
四、数控系统软件的结构
1.前后台型结构
2.中断型结构
第三节、数控系统的信息处理
一、输入
1.输入过程
2.键盘输入
二、存储
三、译码
1.代码的识别
2.功能码的译码
四、运算
1.刀具补偿
2.速度处理
3.插补
4.位置控制处理。

第五章数控系统的软硬件结构§5.1概述以上各章从数控系统如何处理输入的零件加工程序出发,阐述了数控系统的工作原理。

在本章,我们讨论构成数控系统的软硬件都有那些特点,它是如何实现以上所述的功能。

本质上, 数控系统是一种位置控制系统, 它是根据输入的数据段插补出理想的运动轨迹, 然后输出到执行部件,加工出所需的零件。

数控系统是由软件和硬件两大部分组成,其核心是数控装置。

数控系统 (Computer Neumerical Control –简称 CNC 系统硬件一般包括一下几个部分:中央处理器(CPU 、存储器(ROM/RAM 、输入输出设备(I/O 、操作面板、显示器和键盘、纸带阅读机、可编程逻辑控制器等。

图5-1 CNC系统的结构框图图 5-1 CNC系统的硬件结构框图图 5-1所示为整个 CNC 系统的结构框图。

数控系统主要是指图 5-1中的 CNC 控制器, CNC 控制器由计算机硬件、系统软件和相应的 I/O接口、可编程逻辑控制器构成。

前者处理机床的轨迹运动的数字控制, 后者处理开关量的逻辑控制, 如主轴的启停、冷却液的开、关、刀具的更换等。

从计算机实时操作系统的角度来看, CNC 系统是一种典型的多任务强实时系统, 所使用的实时控制也是比较成熟的。

在 CNC 操作系统中,我们把具体完成某项作业任务的程序称为实时处理程序,即操作系统所指的用户程序。

这些程序负责完成诸如译码、轨迹计算、速度计算、插补等任务。

而负责对这些程序进行实时监控管理服务的程序称为实时系统程序。

这些程序包括中断管理、监控、内存管理等程序等。

整个 CNC 系统就是由这些实时处理程序(用户程序和实时系统程序(中断服务程序共同组成了 CNC 实时操作系统。

用户的零件加工程序是以数据段为单位编制的。

一个数据段就是一个作业。

每个作业都是由一系列任务组成。

在系统程序的调度管理下,实时处理程序执行系统赋予的这些任务, 经过装入—→ 编译——→ 预处理——→ 插补——→ 输出这样的运行过程, 完成一个作业。

简述机床数控系统各构成部分及其功用
机床数控系统是指集数字电子技术、计算机技术、自动控制技术于一体的一种新型机床控制系统，它由多个构成部分组成，每个部分都有不同的功能和作用。

一、数控系统的硬件构成部分
1. 数控装置：主要由微型计算机、存储器、输入输出设备等组成，用于实现对机床的控制。

2. 数控伺服系统：用于实现对机床运动轴的控制，包括伺服驱动器、编码器、电机等。

3. 机床传动系统：用于将伺服系统发出的电信号转换为机床的实际运动和加工。

4. 工件夹紧系统：用于夹紧工件，以保证工件加工的精度和安全性。

5. 冷却液系统：用于冷却切削液和零部件，以延长机床寿命和提高加工质量。

二、数控系统的软件构成部分
1. 数控系统程序：用于将数控指令翻译成机床可以执行的指令。

2. 编程软件：用于编写数控程序。

3. 操作软件：用于操作数控系统，包括输入指令、调整参数、监控加工过程等。

4. 诊断、调试软件：用于检测数控系统的工作状态和进行故障排除。

总之，机床数控系统是以数控装置为核心，辅以数控伺服系统、机床传动系统、工件夹紧系统、冷却液系统等多个构成部分，通过软件控制实现加工工件的过程。

硬件是基础，软件是灵魂硬件是基础，软件是灵魂1 CNC装置的软件组成数控装置的软件管理软件控制软件零件程序管理位置控制参数管理插补运算速度处理开关量控制译码主轴控制刀具补偿.... . .. . .通讯人机交互诊断零件程序编辑管理软件模块打开关闭零件程序管理文件检索删除复制输入输出程序检查零件程序编辑文本编辑M D I 输入轨迹模拟管理软件模块程序检查零件程序编辑文本编辑M D I 输入轨迹模拟管理软件模块管理软件模块参数管理机床参数刀补数据系统参数宏参数管理软件模块参数管理机床参数刀补数据系统参数宏参数管理软件模块参数管理机床参数刀补数据系统参数宏参数管理软件模块人机交互L C D 显示按键输入U SB 通讯通讯串口通讯网络通讯多C P U 模块通讯管理软件模块2 CNC系统工作过程输入信息→译码→数据处理→插补→位置控制输入内容：零件程序控制参数刀补数据输入方式：键盘输入串口输入USB接口输入连接上位计算机的DNC接口输入1）输入2）译码：以一个程序段为单位，根据一定的语法规则解释、翻译成计算机能识别的数据形式，并对程序段进行语法错误检查和逻辑错误检查，发现错误立即报警。

3）数据处理模块刀具补偿和速度处理刀具半径补偿根据按零件轮廓编制的程序和预先设定的偏置参数，数控装置实时自动生成刀具中心轨迹。

A’B’C”C B A G41刀具G42刀具编程轨迹刀具中心轨迹C’速度处理F指令给定的是合成速度，无法直接控制。

速度处理根据合成速度来计算各运动坐标的分速度。

4）插补计算在给定轮廓线上的起点和终点之间，插入多个中间点位置坐标。

中间点的插入是根据一定的算法由数控装置控制软件或硬件自动完成。

OA98754321610YXA(5,3)XY逐点比较法DDA 法5）位置控制每个位置反馈采样周期，将插补给定值与反馈值进行比较，用差值去控制电机。

插补速度控制单元位控电机速检位检6）开关量控制：处理CNC装置与机床之间强电信号的输入和输出。

I、示标II、复习1、数控系统的硬件构成特点；2、单CPU结构数控系统和多CPU结构数控系统的区别。

III、新授第二章第二节数控系统的软件结构CNC系统的软件是为完成CNC系统的各项功能而专门设计和编制的，是数控加工系统的一种专用软件，又称为系统软件（系统程序）。

CNC 系统软件的管理作用类似于计算机的操作系统的功能。

不同的CNC装置，其功能和控制方案也不同，因而各系统软件在结构上和规模上差别较大，各厂家的软件互不兼容。

现代数控机床的功能大都采用软件来实现，所以，系统软件的设计及功能是CNC系统的关键。

数控系统是按照事先编制好的控制程序来实现各种控制的，而控制程序是根据用户对数控系统所提出的各种要求进行设计的。

在设计系统软件之前必须细致地分析被控制对象的特点和对控制功能的要求，决定采用哪一种计算方法。

在确定好控制方式、计算方法和控制顺序后，将其处理顺序用框图描述出来，使系统设计者对所设计的系统有一个明确而又清晰的轮廓。

一、数控装置软硬件的界面在数控系统中，软件和硬件在逻辑上是等价的，即由硬件完成的工作原则上也可以由软件来完成。

但是它们各有特点：硬件处理速度快，造价相对较高，适应性差；软件设计灵活、适应性强，但是处理速度慢。

因此，数控系统中软、硬件的分配比例是由性能价格比决定的。

这也在很大程度上涉及到软、硬件的发展水平。

一般说来，软件结构首先要受到硬件的限制，软件结构也有独立性。

对于相同的硬件结构，可以配备不同的软件结构。

实际上，现代数控系统中软、硬件界面并不是固定不变的，而是随着软、硬件的水平和成本，以及数控系统所具有的性能不同而发生变化。

图2-7 给出了不同时期和不同产品中的三种典型的数控系统软、硬件界面。

图2-7 数控中三种典型的软硬件界面二、数控系统控制软件的结构特点1．数控系统的多任务性数控系统作为一个独立的过程数字控制器应用于工业自动化生产中，其多任务性表现在它的管理软件必须完成管理和控制两大任务。