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CNC系统的软件结构

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2016年数控复习题(学生版)

2016年数控复习题(学生版)

2016年数控原理与系统复习题一、选择题(从下列各题三个备选答案中选出一个或两个正确答案，并将其代号写在题干后面的括号内。

答案选错或未选全者,该题不得分。

每小题1分)1、闭环控制系统比开环及半闭环系统（）。

A、稳定性好B、精度高C、故障率低2、闭环控制系统的位置反馈元件应（）。

A、装在电机轴上B、装在执行部件上C、装在传动丝杆上3、开环、闭环和半闭环是按＿＿的不同分类的。

A、机床的加工功能B、进给伺服系统类型C、NC装置的构成方式4、点位、直线和轮廓控制NC机床是按＿＿的不同分类的。

A、功能B、伺服系统类型C、NC装置的构成方式5、硬线、软线NC装置是按＿＿的不同分类的。

A、机床的加工功能B、伺服系统类型C、NC装置的构成方式6、数控机床较适用于＿＿零件的加工。

A、小批量B、复杂型面C、大批量7、在ISO标准中，G指令和M指令最多可以有（）。

A、99种B、100种C、任意种8、ISO标准规定，Z坐标为（）。

A、平行于主轴轴线的坐标B、平行与共件装夹面的方向C、制造厂规定的方向9、Z坐标的正方向是指（）。

A、使工件尺寸增大的方向B、刀具远离工件的方向C、刀具趋近工件的方向10、在确定一台NC机床的坐标系时，X、Y、Z坐标的确定顺序为（）。

A、X、Y、ZB、Y、Z、XC、Z、X、Y11、脉冲当量是对于每一个脉冲信号（）。

A、传动丝杆转过的角度B、步进电机回转的角度C、机床运动部件的位移量12、逐点比较法是用＿＿来逼近曲线的。

A、折线B、直线C、圆弧和直线13、逐点比较法逼近直线或圆弧时，其逼近误差（）。

A、不大于一个脉冲当量B、与进给速度和插补周期有关C、与切削速度有关14、欲加工第一象限的斜线（起点在坐标原点），用逐点比较法直线插补，若偏差函数大于零，说明加工点在（）。

A、斜线下方B、斜线上C、斜线上方15、时间分割法的插补速度与加工进给速度（）。

A、无直接关系B、成正比C、成反比16、数控铣床在加工过程，CNC系统所控制的总是（）。

计算机数控系统

计算机数控系统

计算机数控系统计算机数控系统3．1 计算机数控（CNC）系统的基本概念计算机数控（computerized numerical contro，简称CNC）系统是用计算机操纵加工功能，实现数值操纵的系统。

CNC系统根据计算机存储器中存储的操纵程序，执行部分或者全部数值操纵功能．由一台计算机完成往常机床数控装置所完成的硬件功能，对机床运动进行实时操纵。

CNC系统由程序、输入装置、输出装置、CNC装置、PLC、主轴驱动装置与进给（伺眼）驱动装置构成。

由于使用了CNC装置，使系统具有软件功能，又用PLC取代了传统的机床电器逻辑操纵装置，使系统更小巧，灵活性、通用性、可靠性更好，易于实现复杂的数控功能，使用、维修也方便，同时具有与上位机连接及进行远程通信的功能。

3．2 微处理器数控（MNC）系统的构成大多数CNC装置现在都使用微处理器构成的计算机装置，故也可称微处理器数控系统（MNC）。

MNC通常由中央处理单元（CPU）与总线、存储器（ROM，RAM）、输入/输出（I／O）接口电路及相应的外部设备、PLC、主轴操纵单元、速度进给操纵单元等构成。

图3 .2.1为MNC 的构成原理图。

3.2.1中央处理单元（CPU）与总线(BUS）CPU是微型计算机的核心，由运算器、操纵器与内寄存器组构成。

它对系统内的部件及操作进行统一的操纵，按程序中指令的要求进行各类运算，使系统成为一个有机整体。

总线（BUS）是信息与电能公共通路的总称，由物理导线构成。

CPU与存储器、I/O 接口及外设间通过总线联系。

总线按功能分为数据总线（DB）、地址总线（AB）与操纵总线（CB）。

３．２．２存储器(memory)(１)概述存储器用于存储系统软件（管理软件与操纵软件）与零件加工程序等，并将运算的中间结果与处理后的结果（数据）存储起来。

数控系统所用的存储器为半导体存储器。

（２）半导体存储器的分类①随机存取存储器（读写存储器）ＲＡＭ（random access memory）用来存储零件加工程序，或者作为工作单元存放各类输出数据、输入数据、中间计算结果，与外存交换信息与堆栈用等。

数控系统(CNC系统)

数控系统(CNC系统)

参考资料：/%C5%C9%BF%CB652/blog/item/040742fc5ab3e50eb17e c577.html一、ＣＮＣ系统的基本构成ＣＮＣ系统是一种用计算机执行其存储器内的程序来实现部分或全部数控功能的数字控制系统。

由于采用了计算机，使许多过去难以实现的功能可以通过软件来实现，大大提高了ＣＮＣ系统的性能和可靠性。

ＣＮＣ系统的控制过程是根据输入的信息，进行数据处理、插补运算，获得理想的运动轨迹信息，然后输出到执行部件，加工出所需要的工件。

ＣＮＣ系统由硬件和软件组成，软件和硬件各有不同的特点。

软件设计灵活，适应性强，但处理速度慢；硬件处理速度快，但成本高。

ＣＮＣ的工作是在硬件的支持下，由软件来实现部分或大部分的数控功能。

二、ＣＮＣ系统的硬件结构ＣＮＣ系统的硬件结构可分为单微处理器结构和多微处理器结构两大类。

早期的ＣＮＣ系统和现有的一些经济型ＣＮＣ系统采用单微处理器结构。

随着ＣＮＣ系统功能的增加，机床切削速度的提高，单微处理器结构已不能满足要求，因此许多ＣＮＣ系统采用了多微处理器结构，以适应机床向高精度、高速度和智能化方向的发展，以及适应计算机网络化及形成ＦＭＳ和ＣＩＭＳ的更高要求，使ＣＮＣ系统向更高层次发展。

１．单微处理器结构图６－３ＣＮＣ系统硬件的组成框图所谓单微处理器结构，即采用一个微处理器来集中控制，分时处理ＣＮＣ系统的各个任务。

某些ＣＮＣ系统虽然采用了两个以上的微处理器，但能够控制系统总线的只是其中的一个微处理器，它占有总线资源，其他微处理器作为专用的智能部件，不能控制系统总线，也不能访问存储器，是一种主从结构，故也被归入单微处理器结构中。

单微处理器结构的ＣＮＣ系统由计算机部分（ＣＰＵ及存储器）、位置控制部分、数据输入／输出等各种接口及外围设备组成。

ＣＮＣ系统硬件的组成框图可参见图６－３。

（１）计算机部分计算机部分由微处理器ＣＰＵ及存储器（ＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ）等组成。

微处理器执行系统程序，首先读取加工程序，对加工程序段进行译码、预处理计算等，然后根据处理后得到的指令，对该加工程序段进行实时插补和对机床进行位置伺服控制；它还将辅助动作指令通过可编程控制器（ＰＬＣ）发给机床，同时接收由ＰＬＣ返回的机床各部分信息并予以处理，以决定下一步的操作。

计算机数控装置(CNC)

计算机数控装置(CNC)
操作使用方便：用户只需根据菜单的提示，便可进行
正确操作。
编程方便：具有多种编程的功能、程序自动校验和模
拟仿真功能。
维护维修方便：部分日常维护工作自动进行(润滑，关
键部件的定期检查等)，数控机床的自诊断功能，可迅
速实现故障准确定位。
5. 易于实现机电一体化
数控系统控制柜的体积小（采用计算机，
硬件数量减少；电子元件的集成度越来越高，
7. 刀具功能和第二辅助功能
刀具几何尺寸管理：管理刀具半径和长度，供刀具 补偿功能使用；
刀具寿命管理：管理时间寿命，当刀具寿命到期 时，CNC系统将提示更换刀具；
刀具类型管理：用于标识刀库中的刀具和自动选择
加工刀具。
8. 补偿功能
刀具半径和长度补偿功能：实现按零件轮廓编制的 程序控制刀具中心轨迹的功能。 传动链误差：包括螺距误差补偿和反向间隙误差补
㈡单微处理器CNC装置的结构特点
特点 • 一个微处理器完成所有 的功能； • 采用总线结构； • 结构简单，易于实现； • 功能受限制。
多微处理器
多微处理器结构 多微处理器结构是指在系统中有两个或两个以上 的微处理器能控制系统总线、或主存储器进行工 作的系统结构。目前大多数CNC系统均采用多微 处理器结构。 紧耦合结构：两个或两个以上的微处理器构成的处 理部件之间采用紧耦合（相关性强），有集中的 操作系统，共享资源。 松耦合结构：两个或两个以上的微处理器构成的功 能模块之间采用松耦合（具有相对独立性或相关 性弱），有多重操作系统有效地实现并行处理。
CNC装置的优点
1. 具有灵活性和通用性
CNC装置的功能大多由软件实现，且软硬件采用
模块化的结构，对设计和开发者而言，系统功能 的修改、扩充变得较为灵活。

CNC机床个性(特征)画面的制作软件

CNC机床个性(特征)画面的制作软件

CNC机床个性（特征）画面的制作软件北京FANUC 王玉琪经常有人论述CNC系统的开放性，机床厂和机械加工厂也对CNC的开放性提出了一些要求，其中最迫切的就是HMI—即操作者的“人—机界面”。

对于此项要求，各CNC系统生产厂都有各自独特的实现方法，概括起来不外乎两类：①.使用通用微机（包括工业机）的CNC系统，机床厂家直接在系统上用V C、VB或其他图形软件结合系统厂提供CNC的信息库编制自己的画面；②.专用机CNC系统，除了上述方法外，系统厂家用V C、VB为用户开发了图形库和CNC 信息库，机床厂家购买了这种软件后在微机上运行，开发自己的画面，然后将其编译后，传入CNC的Flash-ROM（早期是有内装电池的Flash-RAM）。

实践证明，专用机CNC系统要比通用机CNC系统的可靠性要高得多。

众所周知，FANUC的CNC是专用机，有人以为既然是专用机，其开放性必定不好。

其实在二十多年以前FANUC就开始了对其系统向外界开放的研究，并有产品用在了其0系统和16/18/21，15等系统上，如：Custom MACRO，MACRO Executor，C Language Executor，PMC 的window（窗口）功能。

我们可从Makino（牧野），Mori Seiki（森精机）等厂家找到其应用的实例。

HMI使用最多的是汽车件的加工厂（特别是欧、美）和模具加工厂。

FANUC和GE-FANUC 根据通用汽车（GM）厂提出的要求，在十多年前开发了相关的HMI产品，如硬件：Panel i；软件：BOP1，CSD，FOCAS1/2，HMI-PC（或称HMI-CNC）。

这些产品目前已广泛用于国内外GM 的发动机厂、变速箱厂和配件厂。

本文就当前FANUC CNC的HMI开发软件介绍如下。

FANUC/GE-FANUC 现有三种HMI的开发产品：HMI-PC；Faunc Picture和HMI-NC。

⒈ GE-FANUC HMI-PC1.1运行环境HMI-PC运行的硬件环境是Panel i，它是一台FANUC开发的专用微机，连于分离型的CNC 系统，做为前端机使用。

CNC数控系统的基本结构

CNC数控系统的基本结构

△Li=F△t (i=1，2，…)
则当t→0时，折线段之和接近曲线L,即
当F为常数时，由于△ t对于一个数控系统而言恒为常数， 故△Li的长度也为常数，只不过其斜率与在L上的位置有关。
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第一节 概述
2.插补运算 在计算出△Li后，必须将其分解为x轴及Y轴移动分量△xi
另一方面，CNC系统的硬件和软件大多是采用模块化的结 构，使系统的扩充、扩展变得较方便和灵活。不仅如此，按 模块化方法组成的CNC系统基本配置部分(软件和硬件)是通 用的，不同的数控机床(如车床、铣床、磨床、加工中心、 特殊机床)只要配置相应的功能模块(软件和硬件)，就可满足 这些机床的特定控制功能。这种通用性对数控机床的培训、 学习以及维护维修也是相当方便的。
LCD(液晶显示屏)，通过软件可实现字符和图形的显示，以 方便用户的操作和使用。在CNC系统中这类功能有:菜单结 构的操作界面;零件加工程序的编辑环境;系统和机床参数、 状态、故障信息的显示、查询或修改画面等。
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第一节 概述
四、CNC系统的主要优点
1.数控功能丰富 由于CNC系统中的计算机具有较强的计算能力，因此，使
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第一节 概述
9.主轴功能 数控系统的主轴的控制功能，主要有以下几种: ·切削速度(主轴转速):刀具切削点切削速度的控制功能，
单位为m/min (r/min); .恒线速度控制:刀具切削点的切削速度为恒速控制的功能，
如端面车削的恒速控制;
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第一节 概述
4.灵活性和通用性 与早期的硬线数控系统相比，CNC系统在功能的修改和扩

cnc系统的硬件结构

一时刻或同一时 间间隔内完成两种或两种以上相同或不同的工作。 并行处理方法有资源重复、时间重叠和资源分时 共享等处理方法。
CNC系统的中断管理主要靠硬件完成，中断类型有： ①外部中断。 ②内部定时中断。 ③硬件故障中断。 ④程序性中断。
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3、常规CNC的软件结构 CNC的软件结构决定于系统采用的中断结构。 常规的CNC中，已有的结构模式有中断型结构和前 后台型结构。
6
1〕多微处理器CNC的典型结构 ①共享总线结构，如图。
7
②共享存储器结构，如图。
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2〕多微处理器的CNC的根本功能模块 主要有以下六种根本功能模块：
①CNC管理模块。包括初始化、中断管理、总线裁决、 系统出错识别和处理、系统硬件与软件诊断等。 ②CNC插补模块。完成插补前的预处理，然后进行插 补计算，给定各坐标轴的位置值。 ③位置控制模块。 ④PLC(PMC)模块。零件程序中的开关量〔S、M、T〕 和机床面板来的信号在这个模块中进行逻辑处理。 ⑤命令与数据输入输出和显示模块。 ⑥存储器模块。这是程序和数据的主存储器，或是 功能模块间数据传送用的共享存储器。
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2、CNC系统的多任务并行处理与实时中断处理
CNC的多任务表现在他的软件必须完成管理和控制两 大任务。
系统管理包括：输入、I/O处理、显示、诊断。
系统控制包括：译码、刀具补偿、速度处理、插补、
位置控制。如图。
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CNC的各项任务必须协调工作，在许多情况下，管 理和控制的某些工作必须同时进行。如图。
〔1〕中断型结构模式
此类型的结构特点是除了初始化程序之外，整个系 统软件的各种任务模块分别安排在不同级别的中断 效劳程序中，整个软件就是一个大的多重中断系统。
其管理功能主要通过各级中断程序之间的相互通信 安排来实现。

数控 系统基本原理与结构

（3）结构简单，容易实现。
（4）正是由于只有一个微处理机集中控制，其功能将受微处理机字长、数据 宽度、寻址能力和运算速度等因素的限制。
多微处理机（紧耦合、松耦合）的结构特点：
1）性能价格比高。
2）采用模块化结构具有良好的适应性和扩展性。
3）可靠性高。
4）硬件易于组织规模生产。
多微处理机CNC装置的典型结构
输出至机床的
控制信号图2-18 双端口存储器结构框图
CRT （CPU2）
插补 （CPU3）
轴控制 （CPU4）
图2-19 多微处理机共享存储器结构框图
2.3.2 PC-based数控系统的硬件构成
1. PC-based数控系统的体系结构主要有以下3种形式 （1）专用数控加PC前端的复合式结构
串口
并口
模块 （CPU）
系统总线
操作面板 显示模块
CNC插补 模块
（CPU）
PC功能 模块
（CPU）
位置控制 模块
（CPU）
主轴控制 模块
图2-17 多微处理机共享总线结构框图
1）共享存储器结构
中断 控制
仲裁逻 辑控制
端口1 RAM
地址和数据多 路转换器
从机床来的 控制信号
I/O(CPU1) 共享存储器
端口2
第二章 数控系统基本原理与结构
2.3 计算机数控系统硬件结构
2.3.1 CNC系统的定义与结构
CNC系统: 是用一个存储程序的计算机，按照存储在 计算机内的读写存储器中的控制程序去执行数控装置 的一部分或全部功能，在计算机之外的唯一装置是接 口。
CNC控制器
指令 输入
计算机 (CNC软件)
硬件电路 (CNC硬件)

数控技术第4章计算机数控系统(1)



位臵控制模块
6、可编程控制器（PLC） 代替传统机床的继电器逻辑控制来实现各种开关 量的控制。 分为两类： 一类是“内装型”PLC，为实现机床的顺序控制 而专门设计制造的。 另一类是“独立型”PLC，它是在技术规范、功 能和参数上均可满足数控机床要求的独立部件。
三、多CPU结构 适合多轴控制、高进给速度、高精度的机床。 紧藕合：相同的操作系统 松藕合：多重操作系统
控制各类轴运动的功能，用能控制的轴数和能同时控制 的轴数来衡量。

准备功能：G指令功能，指定机床的运动方式。 插补功能：包括软件粗插补和硬件精插补。 进给功能：F指令功能。
切削进给速度(mm/min) 同步进给速度(mm/r) 快速进给速度 进给倍率




主轴功能: 指令主轴转速 S指令功能，指定主轴转速(r/min, mm/min)。 转速编码，恒切削速度切削，主轴定向准停 辅助功能： M指令功能，指定主轴的起停转向（M03、M04）、冷却 泵的通和断、刀库的起停等。 刀具功能：T指令，选择刀具。 字符和图形显示功能： 显示程序、参数、补偿量，坐标位臵、故障信息等。 自诊断功能： 故障的诊断，查明故障类型及部位。
4、进给速度处理 编程指令给出的刀具移动速度是在各坐标合成方 向上的速度，进给速度处 理要根据合成速度计算 出各坐标方向的分速度。 此外，还要对机床允许的最低速度和最高速度的 限制进行判别处理，以及用软件对进给速度进行 自动加减速处理。
5、插补计算 插补就是通过插补程序在一条已知曲线的起点和 终点之间进行“数据点的密化”工作。
三. CNC系统的工作过程

基本过程： CNC装臵的工作过程是在硬件的支持下，执行软 件的过程。 通过输入设备输入机床加工零件所需的各种数据 信息，经过译码和运算处理（包括刀补、进给速 度处理、插补），将每个坐标轴的移动分量送到 其相应的驱动电路，经过转换、放大，驱动伺服 电动机，带动坐标轴运动，同时进行实时位臵反 馈控制，使每个坐标轴都能精确移动到指令所要 求的位臵。

数控技术复习参考(南昌航空大学)

复习资料1．闭环控制系统比开环控制系统及半闭环控制系统（ B ）。

A．稳定性好 B．精度高 C．故障率低 D．价格低2．脉冲当量是（ D ）。

A．每个脉冲信号使伺服电动机转过的角度B．每个脉冲信号使丝杠转过的角度C．数控装置输出的脉冲数量D．每个脉冲信号使机床移动部件移动的位移量3．CNC系统软件存放在（ B ）。

A．单片机 B．程序存储器 C．数据存储器 D．穿孔纸带4．在中断型软件结构中，各种中断程序被安排成优先级别不同的中断服务程序，下列程序中被安排在最高级别的程序是（ B ）。

A．译码、刀具中心轨迹计算 B．CRT显示C．插补运算 D．伺服系统位置控制5．G04代码表示（ A ）。

A．进給停止 B．顺园插补 C．逆园插补 D．撤销刀具半径补偿6．能够实现加工中心换刀时主轴准停功能的检测装置是（ D ）。

A．光栅尺 B．感应同步器 C．磁栅 D．主轴脉冲编码器7．直线式感应同步器是通过鉴别（ B ）上感应电动势的相位或幅值，来测量滑尺相对于定尺的位移量。

A．滑尺绕组 B．定尺绕组 C．励磁绕组 D．输入绕组8．光栅利用( A )，使得它能测得比栅距还小的位移量。

A.莫尔条纹的作用B.数显表C.细分技术D.高分辨指示光栅9．当交流伺服电机正在旋转时，如果控制信号消失，则电机将会( D )。

A.以原转速继续转动B.转速逐渐加大C.转速逐渐减小D.立即停止转动10．加工中心主轴准停装置的作用是（ A ）。

A．保证刀具的自动装卸B．测量主轴的转速C．测量主轴的温升D．使切削过程得到恒线速1．简要说明数控系统进行①译码、②刀具补偿、③进给速度处理和④插补的工作容。

答：1. 译码译码是以零件程序的一个程序段为单位进行处理，把其中零件的轮廓信息（起点、终点、直线或圆弧等），F、S、T、M等信息按一定的语法规则解释（编译）成计算机能够识别的数据形式，并以一定的数据格式存放在指定的存专用区域。

编译过程中还要进行语法检查，发现错误立即报警。

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CNC装置的许多控制任务，如零件程序的输入与译码、刀具半径的补偿、插补运 算、位置控制以及精度补偿等。从逻辑上讲，这些任务可看成是一个个的功能模块， 模块之间存在耦合关系；从时间上来讲，各功能模块之间存在一个时序配合。在许 多情况下，某些功能模块必须同时运行， 同时运行的模块是由具体的加工控制要求 所决定。例如，在加工零件的同时，要求CNC装置能显示其工作状态，如零件程序的 执行过程、参数变化和刀具运动轨迹等，以方便操作者。 这时，在控制软件运行时 管理软件中的显示模块也必须同时运行；在控制软件运行过程中，其本身的一些功 能也必须同时运行。为使刀具运行连续进行， 在各程序段之间无停顿， 则要求译 码、刀具补偿和速度处理必须与插补同时进行。CNC装置各功能模块之间的并行处理 关系如图3-12所示，具有并行处理的两模块之间用双向箭刻或同一时间间隔内完成两种或两种以上性质相同 或不同的工作。 并行处理的优点能提高运行速度。在单CPU的CNC装置中，主要采 用CPU分时共享的原则来解决多任务的同时运行。各任务何时占用CPU及各任务占 用CPU时间的长短，是首先要解决的两个时间分配问题。 在CNC装置中，各任务占 用CPU使用循环轮流和中断优先相结合的办法来解决。图3-15是一个典型的CNC装 置各任务分享CPU的时间分配图
1） CNC
CNC系统有外部中断、 内部定时中断、 硬件故障中断和程序性中断等几种类 型。
(1) 外部中断主要有光电阅读机中断、外部监控中断（如紧急停、量仪到位等） 和键盘、操作面板输入中断。前两种中断的实时性要求很高，将它们放在较高的优 先级上。
(2) 内部定时中断主要有插补周期定时中断和位置采样定时中断。在有些系统 中这两种定时中断合二为一。但在处理时，总是先处理位置控制， 然后处理插补 运算。
图 3-12 并行处理关系
3.2.2 CNC
1． CNC装置软件、
CNC装置的软件结构取决于软件和硬件的分工，也取决于软件本身的工作性质。 硬件为软件运行提供了支持环境。软件和硬件在逻辑上是等价的，由硬件能完成的 工作原则上也可以由软件完成。硬件处理速度快， 但造价高， 软件设计灵活， 适 应性强，但处理速度慢。所以，在CNC装置中，软、硬件的分工是由性价比决定的。
图3-15 CNC装置分时共享CPU的时间分配
在完成初始化任务后，系统自动进入时间分配循环中， 在循环中依次轮流处 理各任务。而对系统中一些实时性很强的任务则按优先级排队，分别处于不同中断 优先级上作为环外任务，环外任务可以随时中断环内任务的执行。每个任务允许占 用CPU的时间受到一定的限制，对于某些占有CPU时间较多的任务，如插补准备（包 括译码、刀具半径补偿和速度处理等）可以在其中的某些地方设置断点，当程序运 行到断点处时，自动让出CPU， 等到下一个运行时间里自动跳到断点处继续执行。
图 3-14 CNC装置软件任务分解
不同的系统软件结构中对这些子程序的安排方式不同， 管理方式亦不同。在单 微处理器数控系统中，常采用前后台型的软件结构和中断型的软件结构。在多微处 理器数控系统中将微处理器作为一个功能单元利用上面的思想构成相应的软件结构 类型，各个CPU分别承担一定的任务，它们之间的通信依靠共享总线和共享存储器进 行协调。在子系统较多时，也可采用相互通信的方法。无论何种类型的结构，CNC装 置的软件结构都具有多任务并行处理和多重实时中断的特点。
3.2CNC系统的软件结构
3.2.1 CNC系统软件概述 CNC系统是一个典型而又复杂的实时控制系统， 能对信息作出快速处理和响应。
一个实时控制系统包括受控系统和控制系统两大部分。受控系统由硬件设备组成， 如电机及其驱动； 控制系统（在此为CNC装置）由软件及其支持硬件组成， 共同完 成数控的基本功能。
图 3-13 三种典型的软、 硬件界面关系
2． 系统软件的内容及结构类型
CNC系统是一个专用的实时多任务系统，CNC装置通常作为一个独立的过程控制 单元用于工业自动化生产中。 因此，它的系统软件包括管理和控制两大部分，如 图3-14所示。管理部分包括输入、I／O处理、通信、显示、诊断以及加工程序的编 制管理等程序； 控制部分包括译码、刀具补偿、速度处理、 插补和位置控制等软 件。数控的基本功能由这些功能子程序实现。 这是任何一个计算机数控系统所必 须具备的，功能增加， 自程序就增加。
在现代CNC装置中，软件和硬件的界面关系是固定的。 早期的NC装置中，数 控系统的全部功能都由硬件来实现，随着计算机技术的发展，计算机参与了数控 系统的工作，构成了计算机数控（CNC）系统，数控工作便由软件来完成。随着产 品、功能要求的不同，软件和硬件界面是不一样的，三种典型CNC装置的软、 硬 件界面关系如图3-13所示。
(3) 硬件故障中断是各种硬件故障检测装置发出的中断。 如存储器出错、定 时器出错、插补运算超时等。
(4) 程序性中断是程序出现的异常情况的报警中断。 如各种溢出、除零等。
3．
1） CNC
数控加工时，CNC装置要完成许多任务，图3-14反映了它的多任务性。在多数 情况下，管理和控制的某些工作必须同时进行。例如，为使操作人员能及时来了 解CNC装置的工作状态，显示模块必须与控制软件同时运行；当在插补加工运行时， 管理软件中的零件程序输入模块必须与控制软件同时运行。而当控制软件运行时， 其本身的一些处理模块也必须同时运行，例如，为了保证加工过程的连续性，即 刀具在各程序之间不停刀，译码、刀具补偿和速度处理模块必须与插补模块同时 运行，而插补程序又必须与位置控制程序同时进行。
4． 实时中断处理
CNC系统软件结构的另一个特点是实时中断处理。CNC系统程序以零件加工为对 象，每个程序有许多子程序，它们按预定的顺序反复执行，各步骤间关系十分密切， 有许多子程序实时性很强，这就决定了中断成为整个系统不可少的重要组成部分。 CNC系统的中断管理主要靠硬件完成， 而系统的终端结构决定了软件结构。