機(jī)床數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用3-1和數(shù)控機(jī)床編程及加工

3.1計(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC)系統(tǒng)的基本概念計(jì)算機(jī)數(shù)控(computerizednumericalcontrol,簡(jiǎn)稱CNC)系統(tǒng)是用計(jì)算機(jī)控制加工功能，實(shí)現(xiàn)數(shù)值控制的系統(tǒng)。CNC系統(tǒng)根據(jù)計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的控制程序，執(zhí)行部分或全部數(shù)值控制功能，由一臺(tái)計(jì)算機(jī)完成以前機(jī)床數(shù)控裝置所完成的硬件功能，對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。CNC系統(tǒng)：由程序、輸入裝置、輸出裝置、CNC裝置、PLC、主軸驅(qū)動(dòng)裝置和進(jìn)給(伺服)驅(qū)動(dòng)裝置組成。數(shù)控系統(tǒng)（書(shū)P2）：是指計(jì)算機(jī)數(shù)字控制裝置、可編程序控制器、進(jìn)給驅(qū)動(dòng)與主軸驅(qū)動(dòng)裝置等相關(guān)設(shè)備的總稱。有時(shí)則僅指其中的計(jì)算機(jī)數(shù)字控制裝置。為區(qū)別起見(jiàn)將其中的計(jì)算機(jī)數(shù)字控制裝置稱為數(shù)控裝置。?3.1計(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC)系統(tǒng)的基本概念由于使用了CNC裝置，使系統(tǒng)具有軟件功能，又用PLC取代了傳統(tǒng)的機(jī)床電器邏輯控制裝置，使系統(tǒng)更小巧，靈活性、通用性、可靠性更好，易于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)控功能，使用、維修也方便，并且具有與上位機(jī)連接及進(jìn)行遠(yuǎn)程通信的功能。

?3.2微處理器數(shù)控[MNC]系統(tǒng)的組成微處理器數(shù)控系統(tǒng)(MNC)：大多數(shù)CNC裝置現(xiàn)在都采用微處理器構(gòu)成的計(jì)算機(jī)裝置，故也可稱微處理器數(shù)控系統(tǒng)(MNC)。MNC一般由中央處理單元(CPU)和總線、存儲(chǔ)器(ROM，RAM)、輸入/輸出(I/O)接口電路及相應(yīng)的外部設(shè)備、PLC、主軸控制單元、速度進(jìn)給控制單元等組成。為MNC的組成原理圖。?3.2微處理器數(shù)控[MNC]系統(tǒng)的組成?3.2微處理器數(shù)控[MNC]系統(tǒng)的組成?3.2微處理器數(shù)控[MNC]系統(tǒng)的組成?3.2.1中央處理單元（CPU）和總線（BUS）CPU是微型計(jì)算機(jī)的核心，由運(yùn)算器、控制器和內(nèi)寄存器組成。它對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的部件及操作進(jìn)行統(tǒng)一的控制，運(yùn)算器負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)運(yùn)算；控制器則是將存儲(chǔ)器中的程序指令進(jìn)行譯碼并向CNC裝置的各部分發(fā)出執(zhí)行操作的控制信號(hào)，且根據(jù)所接收的反饋信息決定下一步的命令操作。

總線（BUS）是信息和電能公共通路的總稱，由物理導(dǎo)線構(gòu)成。CPU與存儲(chǔ)器、I/O接口及外設(shè)間通過(guò)總線聯(lián)系。總線按功能分為數(shù)據(jù)總線（DB）地址總線（AB）和控制總線（CB）.數(shù)控系統(tǒng)中常用的標(biāo)準(zhǔn)總線有S—100，MULTIBUS，STD及VWE總線等。?3.2.1中央處理單元（CPU）和總線（BUS）1CPU;BUSCPU:

由運(yùn)算器、控制器、內(nèi)部寄存器構(gòu)成衡量CPU的兩個(gè)因素:1）位數(shù)2）速度

作用:對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部工件及操作進(jìn)行統(tǒng)一控制,按照程序中指令的要求進(jìn)行各種運(yùn)算,使系統(tǒng)成為一個(gè)有機(jī)整體.BUS:

總線,信息公共通路的總稱物理導(dǎo)線分為:地址總線(DB)數(shù)據(jù)總線(AB)控制總線(CB)?3.2.2存儲(chǔ)器[memory]

（1）概述存儲(chǔ)器作用用于存儲(chǔ)系統(tǒng)軟件(管理軟件和控制軟件)和零件加工程序等;井將運(yùn)算的中間結(jié)果和處理后的結(jié)果(數(shù)據(jù))存儲(chǔ)起來(lái)。?3.2.2存儲(chǔ)器[memory]①隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(讀寫存儲(chǔ)器)RAM(randomaccessmemory)用來(lái)存儲(chǔ)零件加工程序或作為工作單元存放各種輸出數(shù)據(jù)、輸入數(shù)據(jù)、中間計(jì)算結(jié)果，與外存交換信息以及作推棧用等。其存儲(chǔ)單元的內(nèi)容既可讀出又可寫入或改寫。②只讀存儲(chǔ)器器(read-onlymemory)專門存放系統(tǒng)軟件(控制程序、管理程序、表格和常數(shù))的存儲(chǔ)駱，使用時(shí)其存儲(chǔ)單元的內(nèi)容不可改變，即不可寫入而只能讀出，也不會(huì)因斷電而丟失內(nèi)容。。?3.2.2存儲(chǔ)器[memory]RAM(隨機(jī)存儲(chǔ)器)既可讀入也可寫出,用來(lái)存放①程序②參數(shù)③中間結(jié)果①②均應(yīng)保持。ROM:只讀存儲(chǔ)器，存放系統(tǒng)軟件又分為:EPROM、E2ROM、閃存。?3.2.3輸入/輸出（I／O）接口電路及相應(yīng)的外部設(shè)備

(1)I/O接口指外設(shè)與CPU間的聯(lián)接電路。微機(jī)與外設(shè)要有輸入輸出數(shù)據(jù)通道，以便交換信息。一般外設(shè)與存儲(chǔ)器間不能直接通信，需靠CPU傳遞信息，通過(guò)CPU對(duì)I/O接口的讀或?qū)懖僮?，完成外設(shè)與CPU間輸入或輸出信息的操作。CPU向外設(shè)送出信息的接口稱為輸出接口，外設(shè)向CPU傳遞信息的接口稱輸入接口，此外還有雙向接口。功能:

外設(shè)不能直接與存儲(chǔ)器進(jìn)行通訊,需要通過(guò)CPU對(duì)I/O接口的讀寫操作來(lái)完成外設(shè)與存儲(chǔ)器之間的信息交換。?3.2.3輸入/輸出（I／O）接口電路及相應(yīng)的外部設(shè)備(1)I/O接口微機(jī)中I/O接口包括硬件電路和軟件兩部分。由于選用的I/O設(shè)備或接口芯片不同，I/O接口的操作方式也不同，因而應(yīng)用程序也不同。I/O接口硬件電路主要由地址譯碼、I/O讀寫譯碼和I/O接口芯片(如數(shù)據(jù)緩沖器和數(shù)據(jù)鎖存器等)組成。在CNC系統(tǒng)中I/O的擴(kuò)展為控制對(duì)象或外部設(shè)備提供輸入/輸出通道，實(shí)現(xiàn)機(jī)床的控制和管理功能，如開(kāi)關(guān)量控制、邏輯狀態(tài)監(jiān)測(cè)、鍵盤、顯示器接口等。I/O接口電路同與其相連的外設(shè)硬件電路特性密切相關(guān)，如驅(qū)動(dòng)功率、電平匹配、干擾抑制等。?3.2.3輸入/輸出（I／O）接口電路及相應(yīng)的外部設(shè)備?3.2.3輸入/輸出（I／O）接口電路及相應(yīng)的外部設(shè)備輸入/輸出部分包括各種類型的輸入/輸出設(shè)備（又稱外部設(shè)備）以及輸入/輸出接口控制部件。其外部設(shè)備主要包括光電閱讀機(jī)（紙帶輸入機(jī)）、CRT顯示器、鍵盤、穿孔機(jī)以及面板等。光電閱讀機(jī)是用來(lái)輸入系統(tǒng)程序和零件加工程序的；穿孔機(jī)則作為復(fù)制零件程序紙帶之用，以便保存檢查零件程序；鍵盤主要用作輸入操作命令及編輯修改數(shù)據(jù)段，也可以用作少量零件加工程序的輸入；CRT作為顯示器及監(jiān)控之用；操作面板可供操作員改變操作方式，輸入整定數(shù)據(jù)以及啟停加工等。除此之外，外部輸入設(shè)備還包括磁盤、磁帶、通迅輸入、網(wǎng)絡(luò)等輸出設(shè)備還包括打印機(jī)。輸入/輸出接口是計(jì)算機(jī)和機(jī)床之間聯(lián)系的橋梁和通道。?3.2.3輸入/輸出（I／O）接口電路及相應(yīng)的外部設(shè)備(2)外部I/O設(shè)備及I/O接口典型的輸入/輸出接口控制部件有紙帶輸入機(jī)接口、盒式磁帶輸入機(jī)接口、數(shù)控系統(tǒng)操作面板接口、進(jìn)給伺服控制接口以及字符顯示器（CRT）接口等。①紙帶閱讀機(jī)接口②穿孔機(jī)和電傳機(jī)接口③MDI/CRT接口?3.2.3輸入/輸出（I／O）接口電路及相應(yīng)的外部設(shè)備①紙帶閱讀機(jī)接口CNC裝置采用8單位紙帶閱讀機(jī)。它以發(fā)光二極管作為發(fā)光體，光敏三極管為光信號(hào)接收器，把紙帶的8孔信號(hào)變換為電信號(hào)。?3.2.3輸入/輸出（I／O）接口電路及相應(yīng)的外部設(shè)備①紙帶閱讀機(jī)接口由CPU的數(shù)據(jù)總線將閱讀機(jī)的操作控制信號(hào)送到輸入控制寄存器、控制相應(yīng)的電磁鐵正向走紙帶、反向走紙帶或停止走紙帶，并控制相應(yīng)的走帶電動(dòng)機(jī)和紙帶盤電動(dòng)機(jī)工作。紙帶盤由卷盤控制開(kāi)關(guān)控制，可接通紙帶盤電動(dòng)機(jī)和釋放紙帶盤。

?3.2.3輸入/輸出（I／O）接口電路及相應(yīng)的外部設(shè)備②穿孔機(jī)和電傳機(jī)接口由CPU將數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)總線送到數(shù)據(jù)寄存器，再經(jīng)驅(qū)動(dòng)門送到穿孔機(jī)進(jìn)行紙帶穿孔。同時(shí)經(jīng)過(guò)并行→串行轉(zhuǎn)換器將并行數(shù)據(jù)變換成串行數(shù)據(jù)送到電傳機(jī)。當(dāng)接口作為輸入口時(shí)，電傳機(jī)的串行數(shù)據(jù)送到移位寄存器，當(dāng)一組數(shù)據(jù)傳送完畢后發(fā)出中斷請(qǐng)求時(shí)，如果CPU響應(yīng)此中斷，則接收移位寄存器的數(shù)據(jù)。?3.2.3輸入/輸出（I／O）接口電路及相應(yīng)的外部設(shè)備③MDI/CRT接口

手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入(MDI)是通過(guò)數(shù)控面板上的鍵盤(常為軟觸鍵)進(jìn)行操作的。當(dāng)CPU掃描到按下鍵的信號(hào)時(shí)，就將數(shù)據(jù)送入移位寄存器，其輸出經(jīng)過(guò)報(bào)警檢查。若不報(bào)警，數(shù)據(jù)經(jīng)選擇門、移位寄存器、數(shù)據(jù)總線送入RAM中：若報(bào)警則數(shù)據(jù)不送入RAM。?3.2.3輸入/輸出（I／O）接口電路及相應(yīng)的外部設(shè)備③MDI/CRT接口CRT接口在CNC軟件的配合下，在9in單色或14in彩色CRT上實(shí)現(xiàn)字符和圖形顯示，可以顯示程序、參數(shù)、各種補(bǔ)償數(shù)據(jù)、坐標(biāo)位置、故障信息、人機(jī)對(duì)話編程菜單、零件圖形(平面或立體)及刀具動(dòng)態(tài)軌跡等。

?3.2.3輸入/輸出（I／O）接口電路及相應(yīng)的外部設(shè)備(3)機(jī)床的I/O控制通道機(jī)床的I/O控制通道是指微機(jī)與機(jī)床之間的聯(lián)接電路。計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)對(duì)機(jī)床的控制，通常由數(shù)控系統(tǒng)中的I/O控制器和I/O控制軟件共同完成。機(jī)床的I/O通道：微機(jī)與機(jī)床的連接電路：aI/O電路的功能特點(diǎn)：①傳送信息可靠。②進(jìn)行信息的轉(zhuǎn)換、D/A—A/D。③抗干擾性。bI/O控制器構(gòu)成：I/O接口、光電隔離、信息轉(zhuǎn)換等組成、?3.2.3輸入/輸出（I／O）接口電路及相應(yīng)的外部設(shè)備I/O控制器常由I/O接口、光電隔離和信息轉(zhuǎn)換幾部分組成，如圖3．2．7所示。微機(jī)通過(guò)I/O接口輸出數(shù)字量或開(kāi)關(guān)量控制信息，經(jīng)過(guò)光電隔離電路，再經(jīng)功率放大，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的執(zhí)行元件。?②典型開(kāi)關(guān)型I／O接口(a)輸入接口接收機(jī)床操作面板各開(kāi)關(guān)、按鈕的信號(hào)及機(jī)床各種限位開(kāi)關(guān)的信號(hào)．3.2.3輸入/輸出（I／O）接口電路及相應(yīng)的外部設(shè)備?②典型開(kāi)關(guān)型I／O接口(b)輸出接口將機(jī)床各種工作狀態(tài)燈的信息送到機(jī)床操作面板，把控制機(jī)床動(dòng)作的信號(hào)送到強(qiáng)電柜。它有繼電器輸出電路和無(wú)觸點(diǎn)輸出電路之分，3.2.3輸入/輸出（I／O）接口電路及相應(yīng)的外部設(shè)備?②典型開(kāi)關(guān)型I／O接口(b)輸出接口將機(jī)床各種工作狀態(tài)燈的信息送到機(jī)床操作面板，把控制機(jī)床動(dòng)作的信號(hào)送到強(qiáng)電柜。它有繼電器輸出電路和無(wú)觸點(diǎn)輸出電路之分，3.2.3輸入/輸出（I／O）接口電路及相應(yīng)的外部設(shè)備?(c)光電隔離電路

3.2.3輸入/輸出（I／O）接口電路及相應(yīng)的外部設(shè)備濾波吸收來(lái)抑制干擾信號(hào)的產(chǎn)生，然后采用光電隔離的辦法使微機(jī)與強(qiáng)電部件不共地，阻斷干擾信號(hào)的傳導(dǎo)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。

?3.3CNC系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)按微處理器分類：?jiǎn)挝⑻幚頇C(jī)與多微處理機(jī)結(jié)構(gòu)1．單微處理機(jī)結(jié)構(gòu)這種結(jié)構(gòu)只有1個(gè)微處理機(jī)，采用集中控制、分時(shí)方法處理數(shù)控的各個(gè)任務(wù)。在這種單微機(jī)結(jié)構(gòu)中，所有的數(shù)控功能和管理功能都由1個(gè)微機(jī)來(lái)完成,因此CNC裝置的功能將受到微處理器的字長(zhǎng)、數(shù)據(jù)寬度、尋址能力和運(yùn)算速度等因案的影響和限制。單微處理器：只有一個(gè)CPU、采用集中控制分時(shí)方法處理數(shù)控的各個(gè)任務(wù)。缺點(diǎn)：①不易進(jìn)行功能的擴(kuò)展和提高。②處理速度低、數(shù)控功能差。：?jiǎn)蜟PU的彌補(bǔ)：增加浮點(diǎn)協(xié)處理器、8086+8087硬件分擔(dān)插補(bǔ)采用全智能化的CRT、PLC部件。?多微處理機(jī)結(jié)構(gòu)的CNC是把機(jī)床數(shù)字控制這個(gè)總?cè)蝿?wù)劃分為子任務(wù)（也稱為子功能模塊）。在硬件方面，以多個(gè)微處理機(jī)配以相應(yīng)的接口形成多個(gè)子系統(tǒng)，把劃分的子任務(wù)分配給不同的子系統(tǒng)承擔(dān)，由各子系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)動(dòng)作完成數(shù)控。?在多微處理機(jī)的結(jié)構(gòu)中，有由兩個(gè)或兩個(gè)以上的微處理機(jī)構(gòu)成的子系統(tǒng)，子系統(tǒng)之間采用緊耦合，有集中的操作系統(tǒng)，共享資源；或者由兩個(gè)或兩個(gè)以上的微處理機(jī)構(gòu)成的功能模塊，功能模塊之間采用松耦合，有多重操作系統(tǒng)有效地實(shí)現(xiàn)并行處理。應(yīng)注意的是，有的CNC裝置雖然有兩個(gè)以上的微處理機(jī)，但其中只有一個(gè)微處理機(jī)能夠控制系統(tǒng)總線，占有總線資源，而其他微處理機(jī)成為專用的智能部件，不能控制系統(tǒng)總線，不能訪問(wèn)存儲(chǔ)器。它們組成主從結(jié)構(gòu)，故應(yīng)歸于單微處理機(jī)的結(jié)構(gòu)中。?多CPU結(jié)構(gòu)分類：共存儲(chǔ)器

以存儲(chǔ)器為中心，各模塊工作時(shí)，通過(guò)優(yōu)先接受使用請(qǐng)求，使用完成要撤消，釋放存儲(chǔ)器。

共總線

以總線為中心，各模塊工作時(shí)，僅有一個(gè)模塊可占用總線，多個(gè)請(qǐng)求時(shí)由總線仲裁器來(lái)裁決。?3.3.2大板結(jié)構(gòu)和與功能模塊式結(jié)構(gòu)按照電路板結(jié)構(gòu)分：

1）大板結(jié)構(gòu)：主電路板是大板，其他電路板是小印刷電路板，它們插在電路板的插槽內(nèi)一塊構(gòu)成CNC裝置，F(xiàn)ANUC-C,0等

2）模塊化結(jié)構(gòu)：控制單元母版框架，各功能模塊，軟件硬件的設(shè)計(jì)成模塊化

特點(diǎn)：各功能塊功能獨(dú)立，便于開(kāi)發(fā)同一功能的系列產(chǎn)品，維修維護(hù)方便?3.3CNC系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)大板式結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)一個(gè)系統(tǒng)一般都有一塊大板，稱為主板。主板上裝有主CPU和各軸的位置控制電路等。其他相關(guān)的子板（完成一定功能的電路板），如ROM板、零件程序存儲(chǔ)器板和PLC板都直接插在主板上面，組成CNC系統(tǒng)的核心部分。由此可見(jiàn)，大板式結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，可靠性高，價(jià)格低，有很高的性能/價(jià)格比，也便于機(jī)床的一體化設(shè)計(jì)。大板結(jié)構(gòu)雖有上述優(yōu)點(diǎn)，但它的硬件功能不易變動(dòng)，不利于組織生產(chǎn)。?3.3CNC系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)大板式結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)FANUCCNC6MB就采用了這種大板式結(jié)構(gòu)，其框圖如圖3．3．5所示。圖中主電路板(大印刷電路板)上有控制核心電路、位置控制電路、紙帶閱讀機(jī)接口、3個(gè)軸的位置反饋量輸入接口和速度控制且輸出接口、手搖脈沖發(fā)生器接口、I／O擴(kuò)展板接口和6個(gè)小印刷電路板的插槽。?3.3CNC系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)功能模塊式結(jié)構(gòu)在采用功能模塊式結(jié)構(gòu)的CNC裝置中，整個(gè)CNC裝置按功能劃分為模塊，硬件和軟件的設(shè)計(jì)都采用模塊化設(shè)計(jì)方法，即每個(gè)功能模塊被做成尺寸相同的印刷電路扳(稱功能模塊)，而相應(yīng)功能模塊的控制軟件也模塊化。這樣形成一個(gè)“交鑰匙”CNC系統(tǒng)產(chǎn)品系列。用戶只要按需要選用各種控制單元母板及所需功能模板，再將各功能模板插入控制單元母板的槽內(nèi)，就搭成了自己需要的CNC系統(tǒng)控制裝置。常見(jiàn)的功能模塊有CNC控制板、位置控制板、PLC板、圖形板、通信板及主存儲(chǔ)器模板等6種。具體見(jiàn)P71?3.4CNC系統(tǒng)軟件CNC系統(tǒng)是由軟件和硬件組成的，硬件為軟件的運(yùn)行提供了支持環(huán)境。同一般計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一樣，由于軟件和硬件在邏輯上是等價(jià)的，所以在CNC系統(tǒng)中，由硬件完成的工作原則上也可以由軟件來(lái)完成。但是硬件和軟件各有不同的特點(diǎn)。硬件處理速度較快，但造價(jià)較高，軟件設(shè)計(jì)靈活，適應(yīng)性強(qiáng)，但處理速度較慢。因此在CNC系統(tǒng)中，軟件和硬件的分配比例是由性能價(jià)格比決定的。?3.4CNC系統(tǒng)軟件CNC系統(tǒng)中實(shí)時(shí)性要求最高的任務(wù)就是插補(bǔ)和位控，即在一個(gè)采樣周期中必須完成控制策略的計(jì)算，而且還要留一定的時(shí)間去做其他的事。CNC系統(tǒng)的插補(bǔ)器既可面向軟件也可面向硬件。歸結(jié)起來(lái)，主要有以下三種類型：（A）不用軟件插補(bǔ)器，插補(bǔ)完全由硬件完成的CNC系統(tǒng)。（B）由軟件插補(bǔ)器完成粗插補(bǔ)，由硬件插補(bǔ)器完成精插補(bǔ)的CNC系統(tǒng)。（C）帶有完全用軟件實(shí)施的插補(bǔ)器的CNC系統(tǒng)。?3.4CNC系統(tǒng)軟件上述第一種CNC系統(tǒng)常用單CPU結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。它通常不存在實(shí)時(shí)速度問(wèn)題。由于插補(bǔ)方法受到硬件設(shè)計(jì)的限制，其柔性較低。第二種CNC系統(tǒng)通常沒(méi)有計(jì)算瓶頸，因?yàn)榫_插補(bǔ)由硬件完成。刀具軌跡所需的插補(bǔ)，由程序準(zhǔn)備并使之參數(shù)化。程序的輸出是描述曲線段的參數(shù)，諸如起點(diǎn)、終點(diǎn)、速度、插補(bǔ)頻率等，這些參數(shù)都是作為硬件精插補(bǔ)器的輸入。下頁(yè)三種典型軟硬件界面第三種CNC系統(tǒng)需用快速計(jì)算機(jī)計(jì)算出刀具軌跡。具有多軸（坐標(biāo)）控制的機(jī)床，須要裝備專用CPU的多微處理機(jī)結(jié)構(gòu)完成算術(shù)運(yùn)算。位片式處理器和I/O處理器用來(lái)加速控制任務(wù)的完成。?3.4CNC系統(tǒng)軟件實(shí)際上，現(xiàn)代CNC系統(tǒng)中，軟件和硬件的界面關(guān)系是不固定的。在早期的NC系統(tǒng)中，數(shù)控系統(tǒng)的全部工作都由硬件來(lái)完成，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，特別是硬件成本的下降，計(jì)算機(jī)參與了數(shù)控系統(tǒng)的工作，構(gòu)成了所謂的計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）系統(tǒng)。但是這種參與的程序在不同的年代和不同的產(chǎn)品中是不一樣的。圖說(shuō)明了三種典型CNC裝置的軟硬件界面關(guān)系。?3.4.1CNC系統(tǒng)軟件的組成與功能CNC系統(tǒng)軟件可分為管理軟件與控制軟件兩部分。管理軟件包括零件程序的輸入、輸出，顯示，診斷和通信功能軟件；控制軟件包括譯碼、刀具補(bǔ)償、速度處理、插補(bǔ)運(yùn)算和位置控制等功能軟件。?3.4.1CNC系統(tǒng)軟件的組成與功能1.輸人程序輸人程序的功能有兩個(gè)：一是把零件程序從閱讀機(jī)或鍵盤經(jīng)相應(yīng)的緩沖器輸入到零件程序存儲(chǔ)器；二是將零件程序從零件程序存儲(chǔ)器取出送人緩沖器。?3.4.1CNC系統(tǒng)軟件的組成與功能1.輸人程序輸入程序中均有閱讀機(jī)中斷處理程序、鍵盤中斷處理程序和輸入管理程序。閱讀機(jī)中斷處理程序?qū)⒐怆婇喿x機(jī)的零件加工程序，在輸入管理程序的配合下將內(nèi)部代碼存入零件程序存儲(chǔ)區(qū)。?3.4.1CNC系統(tǒng)軟件的組成與功能2．譯碼程序譯碼就是從數(shù)控加工程序緩沖器或MDI緩沖器中逐個(gè)讀入字符，先識(shí)別出其中的文字碼和數(shù)字碼，然后根據(jù)文字碼所代表的功能，將后續(xù)數(shù)字碼送到相應(yīng)譯碼結(jié)果緩沖器單元中。譯碼程序的功能主要包括代碼識(shí)別和功能代碼的解釋兩部分代碼識(shí)別：代碼識(shí)別就是通過(guò)軟件將取出的字符與內(nèi)部碼數(shù)字相比較。若相等則說(shuō)明輸入了該字符，并設(shè)置相應(yīng)標(biāo)志或轉(zhuǎn)成相應(yīng)處理。譯碼的實(shí)時(shí)性要求不高，可在數(shù)控系統(tǒng)軟件的后臺(tái)程序中完成，即可利用系統(tǒng)軟件的空余時(shí)間來(lái)進(jìn)行譯碼。?3.4.1CNC系統(tǒng)軟件的組成與功能2．譯碼程序譯碼程序的功能主要包括代碼識(shí)別和功能代碼的解釋兩部分功能代碼的解釋要進(jìn)行功能代碼的譯碼，首先要建立一個(gè)與數(shù)控加工程序緩沖器相對(duì)應(yīng)的譯碼結(jié)果緩沖器(又稱文字緩沖寄存器)。對(duì)于具體的CNC系統(tǒng)，譯碼結(jié)果緩沖器的格式和規(guī)模是固定不變的。?3.4.1CNC系統(tǒng)軟件的組成與功能2．譯碼程序：程序段“N05G90G01X106Y-60F46M05LF?數(shù)據(jù)處理程序有三個(gè)任務(wù)，即刀具半徑補(bǔ)償，速度計(jì)算(即根據(jù)合成速度算出各軸的分速度)以及輔助功能的處理等。刀具半徑補(bǔ)償是把零件的輪廓軌跡轉(zhuǎn)換成刀具中心軌跡；速度計(jì)算確定加工數(shù)據(jù)段的運(yùn)動(dòng)速度，開(kāi)環(huán)系統(tǒng)根據(jù)給定進(jìn)給速度F計(jì)算出顛率f，而閉環(huán)、半閉環(huán)系統(tǒng)則根據(jù)F算出位移量(△L)；輔助功能處理是指換刀，主軸啟動(dòng)、停止，冷卻液開(kāi)、停等輔助功能的處理(即M，S，T功能的傳送及其先后順序的處理)。數(shù)據(jù)處理是為了減輕插補(bǔ)工作及速度控制程序的負(fù)擔(dān)，提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)處理能力，故也稱為預(yù)計(jì)算。下面將著重介紹刀具半徑補(bǔ)償，速度處理將在插補(bǔ)計(jì)算程序中的預(yù)計(jì)算部分介紹，輔助功能的處理將在后面的相關(guān)內(nèi)容中介紹。3.4.1CNC系統(tǒng)軟件的組成與功能?（1）刀具半徑補(bǔ)償

概念：在進(jìn)行內(nèi)輪廓加工時(shí)，要使刀具中心偏移零件的內(nèi)輪廓一個(gè)刀具半徑值，而在進(jìn)行外輪廓加工時(shí)，要使刀具中心偏移零件的外輪廓表面一個(gè)刀具半徑值。這種偏移即稱為刀具半徑補(bǔ)償。左刀補(bǔ)，用G41指令代碼表示右刀補(bǔ)，用G42指令代碼表示當(dāng)不需要進(jìn)行刀補(bǔ)時(shí)，用G40表示G41,G42和G40均屬于模態(tài)代碼，一旦執(zhí)行便一直有效，直到同組兵他代碼出現(xiàn)后才被取消。3.4.1CNC系統(tǒng)軟件的組成與功能?在早期的硬件數(shù)控系統(tǒng)中，由于其內(nèi)存容量和數(shù)據(jù)處理能力的限制，不可能完成很復(fù)雜的大量計(jì)算，相應(yīng)的刀具償功能較為簡(jiǎn)單，一般采用B功能刀具補(bǔ)償方法。這種方法僅根據(jù)本段程序的輪廓尺寸進(jìn)行刀補(bǔ)，不能解決程序段之間的過(guò)渡問(wèn)題，這樣編程人員必須事先估計(jì)出刀補(bǔ)后可能出現(xiàn)的間斷點(diǎn)和交叉點(diǎn)的情況，進(jìn)行人為處理，將工件輪廓轉(zhuǎn)接處處理成圓弧過(guò)渡形式。3.4.1CNC系統(tǒng)軟件的組成與功能?3.4.1CNC系統(tǒng)軟件的組成與功能（2）刀具半徑補(bǔ)償中執(zhí)行程序段的工作方式

1）刀具補(bǔ)償建立方式

若上一程序段上G40狀態(tài)，本程序段是G41/G42狀態(tài)，則該程序段處于刀具補(bǔ)償建立方式。

2）刀具補(bǔ)償進(jìn)行方式

若上一程序段是G41/G42，本程序段仍然是G41/G42狀態(tài)，則該程序段處于刀補(bǔ)方式?？赡苡腥N交接情況：直線與直線、直線與圓弧、圓弧與圓弧。由于刀補(bǔ)矢量始終垂直于輪廓表面，因此當(dāng)直線與直線、直線與圓弧或圓弧與圓弧不相切時(shí)，需產(chǎn)生過(guò)渡，圓弧，見(jiàn)書(shū)P76的圖3.4.8。刀心與編程軌跡始終偏離一個(gè)刀具半徑的距離。

3）刀具補(bǔ)償取消方式

若上一程序段為G41/G42狀態(tài)，本程序段是G40狀態(tài)，則該程序段處于刀具補(bǔ)償取消方式。?3.4.1CNC系統(tǒng)軟件的組成與功能（3）C功能刀具半徑補(bǔ)償

其主要特點(diǎn)是在程序段轉(zhuǎn)換時(shí)（如折線或直線與圓弧不相切時(shí)）采用圓弧過(guò)渡。這種方法在拐角處銑刀刃與工件間的接觸產(chǎn)生一停頓時(shí)間，工藝性不好，不適合3坐標(biāo)以上的刀具半徑補(bǔ)償。計(jì)算機(jī)數(shù)控的刀具半徑補(bǔ)償一般都采用直線過(guò)渡的方法，在系統(tǒng)程序中有一個(gè)刀具半徑子程序，需要時(shí)可調(diào)用之。?3.4.1CNC系統(tǒng)軟件的組成與功能插補(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。插補(bǔ)運(yùn)算的結(jié)果輸出，經(jīng)過(guò)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。?3.4.1CNC系統(tǒng)軟件的組成與功能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。?3.4.1CNC系統(tǒng)軟件的組成與功能輸出程序的功能有如下幾項(xiàng)：1）進(jìn)行伺服控制。2）反向間隙補(bǔ)償處理反向間隙值由程序預(yù)置。若某一軸由正向變成負(fù)向運(yùn)動(dòng)，則在反向前輸出Q個(gè)正向脈沖；反之，若由負(fù)向變成正向運(yùn)動(dòng)，則在反向前輸出Q個(gè)負(fù)向脈沖（Q為反向間隙，因?qū)嶋H情況而異）。3）進(jìn)行絲杠螺距誤差補(bǔ)償4）M,S,T輔助功能的輸出M,S,T代碼大多是開(kāi)/關(guān)量控制，由機(jī)床強(qiáng)電執(zhí)行。一般需在軟件設(shè)計(jì)前確認(rèn)哪些輔助功能是在插補(bǔ)輸出之后才執(zhí)行（如M02,M05,M09,M30等），哪些輔助功能必須在插補(bǔ)輸出之前執(zhí)行（M03,M04,M08及S,T功能）。?3.4.1CNC系統(tǒng)軟件的組成與功能為數(shù)據(jù)輸入、處理及切削加工過(guò)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(guò)程中將下一數(shù)據(jù)段準(zhǔn)備完畢。一旦本數(shù)據(jù)段加工完結(jié)就立即開(kāi)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。?3.4.1CNC系統(tǒng)軟件的組成與功能診斷程序可以在運(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(kāi)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。?3.4.2CNC系統(tǒng)控制軟件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)CNC系統(tǒng)是一個(gè)專用的實(shí)時(shí)多任務(wù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在它的控制軟件中融合了當(dāng)今計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)中的許多先進(jìn)技術(shù)，其中最突出的是多任務(wù)并行處理和多重實(shí)時(shí)中斷。下面分別加以介紹。（1）多任務(wù)并行處理

1)CNC系統(tǒng)的多任務(wù)性。CNC系統(tǒng)通常作為一個(gè)獨(dú)立的過(guò)程控制單元用于工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中，因此它的系統(tǒng)軟件必須完成管理和控制兩大任務(wù)。系統(tǒng)的管理部分包括輸入、I/O處理、顯示和診斷。系統(tǒng)的控制部分包括譯碼、刀具補(bǔ)償、速度處理、插補(bǔ)和位置控制。在許多情況下，管理和控制的某些工作必須同時(shí)進(jìn)行。?3.4.2CNC系統(tǒng)的控制軟件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)例如當(dāng)CNC系統(tǒng)工作在加工控制狀態(tài)時(shí)，為了使操作人員能及時(shí)地了解CNC系統(tǒng)的工作狀態(tài)，管理軟件中的顯示模塊必須與控制軟件同時(shí)運(yùn)行。當(dāng)CNC系統(tǒng)工作在NC加工方式時(shí)，管理軟件中的零件程序輸入模塊必須與控制軟件同時(shí)運(yùn)行。而當(dāng)控制軟件運(yùn)行時(shí)，其本身的一些處理模塊也必須同時(shí)運(yùn)行。例如，為了保證加工過(guò)程的連續(xù)性，即刀具在各程序之間不停刀，譯碼，刀具補(bǔ)償和速度處理模塊必須與插補(bǔ)模塊同時(shí)運(yùn)行，而插補(bǔ)又必須與位置控制同時(shí)進(jìn)行。?3.4.2CNC系統(tǒng)的控制軟件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)2）并行處理的概念。并行處理是指計(jì)算機(jī)在同一時(shí)刻或同一時(shí)間間隔內(nèi)完成兩種或兩種以上性質(zhì)相同或不相同的工作。（a）任務(wù)分解圖（b）任務(wù)并行處理圖（c）CPU分時(shí)共享圖?3.4.2CNC系統(tǒng)的控制軟件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為了保證加工的連續(xù)性，即刀具在各程序段間不停刀，譯碼、刀具補(bǔ)償和速度處理模塊必須同時(shí)進(jìn)行，而插補(bǔ)又必須與位置控制同時(shí)進(jìn)行。圖(b)是CNC系統(tǒng)任務(wù)并行處理關(guān)系，雙箭頭表示兩個(gè)模塊之間有并行處理關(guān)系。?3.4.2CNC系統(tǒng)的控制軟件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)目前在CNC系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)中，已廣泛使用資源重復(fù)的并行處理方法，如采用多CPU的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)來(lái)提高系統(tǒng)的速度。而在CNC系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)中則主要采用資源分時(shí)共享和資源重疊的流水線處理技術(shù)。3）資源分時(shí)共享。在單CPU的CNC系統(tǒng)中，主要采用CPU分時(shí)共享的原則來(lái)解決多任務(wù)的同時(shí)運(yùn)行。一般來(lái)講，在使用分時(shí)共享并行處理的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，首先要解決的問(wèn)題是各任務(wù)占用CPU時(shí)間的分配原則，這里面有兩方面的含義：其一是各任務(wù)何時(shí)占用CPU；其二是允許各任務(wù)占用CPU的時(shí)間長(zhǎng)短。?3.4.2CNC系統(tǒng)的控制軟件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在CNC系統(tǒng)中，對(duì)各任務(wù)使用CPU是用循環(huán)輪流和中斷優(yōu)先相結(jié)合的方法來(lái)解決。圖（c）是一個(gè)典型CNC系統(tǒng)各任務(wù)分時(shí)共享CPU的時(shí)間分配圖。系統(tǒng)在完成初始化以后自動(dòng)進(jìn)入時(shí)間分配環(huán)中，在環(huán)中依次輪流處理各任務(wù)。而對(duì)于系統(tǒng)中一些實(shí)時(shí)性很強(qiáng)的任務(wù)則按優(yōu)先級(jí)排隊(duì)，分別放在不同中斷優(yōu)先級(jí)上，環(huán)外的任務(wù)可以隨時(shí)中斷環(huán)內(nèi)各任務(wù)的執(zhí)行。每個(gè)任務(wù)允許占CPU的時(shí)間受到一定的限制，通常是這樣處理的，對(duì)于某些占有CPU時(shí)間比較多的任務(wù)，如插補(bǔ)準(zhǔn)備，可以在其中的某些地方設(shè)置斷點(diǎn)，當(dāng)程序運(yùn)動(dòng)到斷點(diǎn)處時(shí)，自動(dòng)讓出CPU，待到下一個(gè)運(yùn)行時(shí)間里自動(dòng)跳到斷點(diǎn)處繼續(xù)執(zhí)行。?3.4.2CNC系統(tǒng)的控制軟件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)4）資源重疊流水處理。當(dāng)CNC系統(tǒng)處在NC工作方式時(shí)，其數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換過(guò)程將由零件程序輸入、插補(bǔ)準(zhǔn)備（包括譯碼、刀具補(bǔ)償和速度處理）、插補(bǔ)、位置控制4個(gè)子過(guò)程組成。如果每個(gè)子過(guò)程的處理時(shí)間分別為△t1，△t2，△t3，△t4，那么一個(gè)零件程序段的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)間將是t=△t1+△t2+△t3+△t4如果以順序方式處理每個(gè)零件程序段，即第一個(gè)零件程序段處理完以后再處理第二個(gè)程序段，依此類推，這種順序處理的時(shí)間空間關(guān)系如下圖所示?3.4.2CNC系統(tǒng)的控制軟件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)從圖上可以看出，如果等到第一個(gè)程序段處理完之后才開(kāi)始對(duì)第二個(gè)程序段進(jìn)行處理，那么在兩個(gè)程序段的輸出之間將有一個(gè)時(shí)間長(zhǎng)度為t的間隔。同樣在第二個(gè)程序段與第三個(gè)程序段的輸出之間也會(huì)有時(shí)間間隔，依此類推。這種時(shí)間間隔反映在電機(jī)上就是電機(jī)的時(shí)轉(zhuǎn)時(shí)停，反映在刀具上就是刀具的時(shí)走時(shí)停。不管這種時(shí)間間隔多么小，這種時(shí)走時(shí)停在加工工藝上都是不允許的。消除這種間隔的方法是用流水處理技術(shù)。采用流水處理后的時(shí)間空間關(guān)系如圖（b）所示。?3.4.2CNC系統(tǒng)的控制軟件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)流水處理的關(guān)鍵是時(shí)間重疊，即在一段時(shí)間間隔內(nèi)不是處理一個(gè)子過(guò)程，而是處理兩個(gè)或更多的子過(guò)程。經(jīng)過(guò)流水處理后從時(shí)間t4開(kāi)始，每個(gè)程序段的輸出之間不再有間隔，從而保證了電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)和刀具移動(dòng)的連續(xù)性。從圖（b）中可以看出，流水處理要求每個(gè)處理子過(guò)程的運(yùn)算時(shí)間相等。而實(shí)際上在CNC系統(tǒng)中每個(gè)子過(guò)程所需的處理時(shí)間都是不同的，解決的辦法是取最長(zhǎng)的子過(guò)程處理時(shí)間為流水處理時(shí)間間隔。這樣當(dāng)處理時(shí)間較短的子過(guò)程時(shí)，處理完成之后就進(jìn)入等待狀態(tài)。?3.4.2CNC系統(tǒng)的控制軟件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（2）實(shí)時(shí)中斷處理CNC系統(tǒng)控制軟件的另一個(gè)重要特征是實(shí)時(shí)中斷處理。CNC系統(tǒng)的多任務(wù)性和實(shí)時(shí)性決定了系統(tǒng)中斷成為整個(gè)系統(tǒng)必不可少的重要組成部分。CNC系統(tǒng)的中斷管理主要靠硬件完成，而系統(tǒng)的中斷結(jié)構(gòu)決定了系統(tǒng)軟件的結(jié)構(gòu)。其中斷類型有外部中斷、內(nèi)部定時(shí)中斷、硬件故障中斷以及程序性中斷等。（A）外部中斷。主要有紙帶光電閱讀機(jī)讀孔中斷、外部監(jiān)控中斷（如緊急停、限位開(kāi)關(guān)到位等）和鍵盤操作面板輸入中斷。（B）內(nèi)部定時(shí)中斷。主要有插補(bǔ)周期定時(shí)中斷和位置采樣定時(shí)中斷。在有些系統(tǒng)中，這兩種定時(shí)中斷合二為一。但在處理時(shí)，總是先處理位置控制，然后處理插補(bǔ)運(yùn)算。（C）硬件故障中斷。它是各種硬件故障檢測(cè)裝置發(fā)出的中斷，如存儲(chǔ)器出錯(cuò)、定時(shí)器出錯(cuò)、插補(bǔ)運(yùn)算超時(shí)等。（D）程序性中斷。它是程序中出現(xiàn)的各種異常情況的報(bào)警中斷，如各種溢出、清零等。?3.5CNC系統(tǒng)的工作過(guò)程一個(gè)數(shù)據(jù)段從輸入到傳送至輸出位置控制值需要經(jīng)過(guò)下圖所示的幾個(gè)環(huán)節(jié)。經(jīng)過(guò)輸入系統(tǒng)的工作，將數(shù)據(jù)段送入零件程序緩沖器，然后由譯碼程序?qū)⑤斎氲牧慵绦驍?shù)據(jù)段翻譯成本系統(tǒng)能識(shí)別的語(yǔ)言，送入譯碼結(jié)果寄存器。再通過(guò)數(shù)據(jù)處理程序?qū)㈩A(yù)計(jì)算出的刀補(bǔ)參數(shù)（刀補(bǔ)后的本程序段終點(diǎn)坐標(biāo)）、速度分量及有關(guān)輔助功能送入數(shù)據(jù)處理結(jié)果緩沖器，經(jīng)插補(bǔ)后將本次插補(bǔ)周期的輸出位移增量值送至插補(bǔ)工作寄存器，再經(jīng)伺服控制處理，將段值經(jīng)計(jì)算成為新指令位置值，同時(shí)將反饋的位置增量加上原實(shí)際位置得出現(xiàn)在的實(shí)際位置值。經(jīng)比較計(jì)算出新指令位置和實(shí)際位置的差值，乘上位置增益，得到位置控制的輸出值，即為速度指令。之后便進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換。

?數(shù)控機(jī)床編程及加工機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)數(shù)控機(jī)床的加工程序編制，掌握編程的方法及技巧；將在計(jì)算機(jī)上用OpenSoftCNC軟件模擬顯示加工過(guò)程校驗(yàn)程序，然后在數(shù)控機(jī)床上對(duì)工件進(jìn)行加工；結(jié)合機(jī)械加工工藝，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化編程，提高加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的基本原理數(shù)控編程的目的；數(shù)控編程的內(nèi)容；編程步驟。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的基本原理所謂編程，就是把零件的圖形尺寸、工藝過(guò)程、工藝參數(shù)、機(jī)床的運(yùn)動(dòng)以及刀具位移等內(nèi)容，按照數(shù)控機(jī)床的編程格式和能識(shí)別的語(yǔ)言記錄在程序單上的全過(guò)程。這樣編制的程序還必須按規(guī)定把程序單制備成控制介質(zhì)如程序紙帶、磁帶等，變成數(shù)控系統(tǒng)能讀懂的信息，再送入數(shù)控機(jī)床，數(shù)控機(jī)床的CNC裝置對(duì)程序經(jīng)過(guò)處理之后，向機(jī)床各坐標(biāo)的伺服系統(tǒng)發(fā)出指令信息，驅(qū)動(dòng)機(jī)床完成相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的目的數(shù)控編程的基本原理①分析零件圖紙，確定加工工藝過(guò)程；②計(jì)算走刀軌跡，得出刀位數(shù)據(jù)；③編寫零件加工程序；④制作控制介質(zhì)；⑤校對(duì)程序及首件試加工。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的內(nèi)容數(shù)控編程的基本原理機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的步驟零件圖紙分析零件圖紙制定工藝規(guī)程數(shù)學(xué)處理編寫程序文件制作控制介質(zhì)程序校驗(yàn)及試切數(shù)控機(jī)床OpenSoftCNC軟件介紹OpenSoftCNC軟件包括數(shù)控車床模擬仿真和數(shù)控銑床模擬仿真系統(tǒng)，由軟件+標(biāo)準(zhǔn)硬件系統(tǒng)構(gòu)成，不要求專用硬件或運(yùn)動(dòng)控制卡，所有數(shù)控功能和邏輯