1．CNC系統(tǒng)的定義與結(jié)構(gòu)計算機數(shù)控系統(tǒng)（簡稱CNC系統(tǒng)）是在硬件數(shù)控的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的煎殷，它用一臺計算機代替先前的數(shù)控裝置所完成的功能屯伞。所以，它是一種包含有計算機在內(nèi)的數(shù)字控制系統(tǒng)蝌数，根據(jù)計算機存儲的控制程序執(zhí)行部分或全部數(shù)控功能愕掏。依照EIA所屬的數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)化委員會的定義，CNC是用一個存儲程序的計算機顶伞，按照存儲在計算機內(nèi)的讀寫存儲器中的控制程序去執(zhí)行數(shù)控裝置的一部分或全部功能饵撑，在計算機之外的唯一裝置是接口。目前在計算機數(shù)控系統(tǒng)中所用的計算機已不再是小型計算機唆貌，而是微型計算機拙故，用微機控制的系統(tǒng)稱為MNC系統(tǒng)，亦統(tǒng)稱為CNC系統(tǒng)吕得。

　　由上述定義可知亮倍，CNC系統(tǒng)與傳統(tǒng)NC系統(tǒng)的區(qū)別在于：CNC系統(tǒng)附加一個計算機作為控制器的一部分，而硬件電路完成其他一些控制操作浴誉。

　　2．CNC系統(tǒng)軟件這里指的是為實現(xiàn)CNC系統(tǒng)各項功能所編制的專用軟件纠惧，即存放于計算機內(nèi)存中的系統(tǒng)程序。它一般由輸入數(shù)據(jù)處理程序孝速、插補運算程序赛虽、速度控制程序、管理程序和診斷程序等組成橱殉。

　　3．計算機數(shù)控系統(tǒng)的特點與NC系統(tǒng)相比刺泌，CNC系統(tǒng)主要的優(yōu)點有：靈活性：這是CNC系統(tǒng)的突出優(yōu)點。對于CNC系統(tǒng)泰啼，只要改變相應(yīng)的控制程序就可以補充和開發(fā)新的功能男枝，并不必制造新的硬件。

　　CNC系統(tǒng)能夠隨著工廠的發(fā)展而發(fā)展，也能適應(yīng)將來改變工藝的要求场刑。在CNC設(shè)備安裝之后般此，新的技術(shù)還可以補充到系統(tǒng)中去，這就延長了系統(tǒng)的使用期限摇邦。因此恤煞，CNC系統(tǒng)具有很大的“柔性”―――靈活性屎勘。

　　通用性：在CNC系統(tǒng)中施籍，硬件系統(tǒng)采用模塊結(jié)構(gòu)，依靠軟件變化來滿足被控設(shè)備的各種不同要求概漱。采用標(biāo)準(zhǔn)化接口電路丑慎，給機床制造廠和數(shù)控用戶帶來了許多方便。于是瓤摧，用一種CNC系統(tǒng)就可能滿足大部分?jǐn)?shù)控機床（包括車床竿裂、銑床、加工中心照弥、鉆鏜床等）的要求腻异，還能滿足某些別的設(shè)備應(yīng)用。當(dāng)用戶要求某些特殊功能時壳晨，僅僅是改變某些軟件而已铣修。由于在工廠中使用同一類型的控制系統(tǒng)，培訓(xùn)和學(xué)習(xí)也十分方便意宝。

　　可靠性：在CNC系統(tǒng)中杭喊，加工程序常常是一次送入計算機存儲器內(nèi)，避免了在加工過程中由于紙帶輸入機的故障而產(chǎn)生的停機現(xiàn)象（普通數(shù)控裝置的故障有一半以上發(fā)生在逐段光電輸入時）慎间。

　　4．CNC系統(tǒng)的硬件構(gòu)成隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)和表面安裝技術(shù)的發(fā)展烤恃，CNC系統(tǒng)硬件模塊及安裝方式不斷改進。從CNC系統(tǒng)的總體安裝結(jié)構(gòu)看粗啼，有整體式結(jié)構(gòu)和分體式結(jié)構(gòu)兩種肴奠。

　　所謂整體式結(jié)構(gòu)是把CRT和MDI面板、操作面板以及功能模塊板組成的電路板等安裝在同一機箱內(nèi)蘸概。這種方式的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊乡优，便于安裝，但有時可能造成某些信號連線過長贱着。分體式結(jié)構(gòu)通常把CRT和MDI面板曾探、操作面板等做成一個部件，而把功能模塊組成的電路板安裝在一個機箱內(nèi)征字，兩者之間用導(dǎo)線或光纖連接都弹。CNC操作面板在機床上的安裝形式有吊掛式、床頭式、控制柜式畅厢、控制臺式等多種冯痢。從組成CNC系統(tǒng)的電路板的結(jié)構(gòu)特點來看，有兩種常見的結(jié)構(gòu)框杜，即大板式結(jié)構(gòu)和模塊化結(jié)構(gòu)浦楣。

　　5．CNC系統(tǒng)的控制軟件結(jié)構(gòu)特點CNC系統(tǒng)是一個專用的實時多任務(wù)計算機系統(tǒng)，在它的控制軟件中融合了當(dāng)今計算機軟件技術(shù)中的許多先進技術(shù)咪辱，其中最突出的是多任務(wù)并行處理和多重實時中斷振劳。

　　6．CNC系統(tǒng)的控制軟件及其工作過程控制軟件是為完成特定CNC（或MNC）系統(tǒng)各項功能所編制的專用軟件，又稱為系統(tǒng)軟件（或系統(tǒng)程序）油狂。因為CNC（或MNC）系統(tǒng)的功能設(shè)置與控制方案各不相同历恐，各種系統(tǒng)軟件在結(jié)構(gòu)和規(guī)模上差別很大。

　　系統(tǒng)程序的設(shè)計與各項功能的實現(xiàn)及其將來的擴展有最直接的關(guān)系专筷，是整個CNC（或MNC）系統(tǒng)研制工作中關(guān)鍵性的和工作量最大的部分弱贼。前面曾提到，系統(tǒng)軟件一般由輸入槐骂、譯碼卓胶、數(shù)據(jù)處理（預(yù)計算）、插補運算肪躯、速度控制鄙划、輸出控制、管理程序及診斷程序等部分構(gòu)成峦筏。下面分別加以介紹宏动。

　　6.1輸入CNC系統(tǒng)中一般通過紙帶閱讀機、磁帶機蒂鹏、磁盤及鍵盤輸入零件程序斜孩，且其輸入大都采用中斷方式。在系統(tǒng)程序中有相應(yīng)的中斷服務(wù)程序艳禁，如紙帶閱讀機中斷服務(wù)程序及鍵盤中斷服務(wù)程序等臀胞。當(dāng)紙帶閱讀機讀入一個字符至接口中時，就向主機發(fā)出中斷叮廉，由中斷服務(wù)程序?qū)⒃撟址腿雰?nèi)存蛋济。

　　6.2譯碼由前面的討論可知，經(jīng)過輸入系統(tǒng)的工作炮叶，已將數(shù)據(jù)段送入零件程序存儲器碗旅。下一步就是由譯碼程序?qū)⑤斎氲牧慵绦驍?shù)據(jù)段翻譯成本系統(tǒng)能識別的語言。一個數(shù)據(jù)段從輸入到傳送至插補工作寄存器需經(jīng)過以下幾個環(huán)節(jié)镜悉。

　　6.3預(yù)計算為了減輕插補工作的負(fù)擔(dān)祟辟，提高系統(tǒng)的實時處理能力医瘫，常常在插補運算前先進行數(shù)據(jù)的預(yù)處理，例如旧困，確定圓弧平面醇份、刀具（刀具企業(yè)看過來打造世界刀具業(yè)“生存手冊”）半徑補償?shù)挠嬎愕取．?dāng)采用數(shù)字積分法時吼具，可預(yù)先進行左移規(guī)格化的處理和積分次數(shù)的計算等僚纷，這樣，可把最直接拗盒、最方便形式的數(shù)據(jù)提供給插補運算怖竭。

　　6.4插補計算插補計算是CNC系統(tǒng)中最重要的計算工作之一。在傳統(tǒng)的NC裝置中锣咒，采用硬件電路（插補器）來實現(xiàn)各種軌跡的插補恬皆。為了在軟件系統(tǒng)中計算所需的插補軌跡，這些數(shù)字電路必須由計算機的程序來模擬仆洞。

　　利用軟件來模擬硬件電路的問題在于：三軸或三軸以上聯(lián)動的系統(tǒng)具有三個或三個以上的硬件電路（如每軸一個數(shù)字積分器），計算機是用若干條指令來實現(xiàn)插補工作的沉南。但是計算機執(zhí)行每條指令都須要花費一定的時間甘直，而當(dāng)前有的小型或微型計算機的計算速度難以滿足NC機床對進給速度和分頻率的要求。

　　6.5輸出輸出程序的功能是：（1）進行伺服控制劣晾。如上所述呐蹂。（2）當(dāng)進給脈沖改變方向時，要進行反向間隙補償處理莫诺。若某一軸由正向變成負(fù)向運動伐种，則在反向前輸出Q個正向脈沖；反之畸玲，若由負(fù)向變成正向運動啡罗，則在反向前輸出Q個負(fù)向脈沖（Q為反向間隙值，可由程序預(yù)置）揭胶。（3）進行絲杠螺距補償骤视。當(dāng)系統(tǒng)具有絕對零點時，軟件可顯示刀具在任意位置上的絕對坐標(biāo)值鹃觉。（4） M专酗，S，T等輔助功能的輸出盗扇。

　　6.6管理與診斷軟件般CNC（MNC）系統(tǒng)中的管理軟件只涉及兩項祷肯，即CPU管理和外部設(shè)備管理。由于數(shù)控機床的加工是以單個零件為對象的疗隶，一個零件程序可以分成若干程序段佑笋。每個程序段的執(zhí)行又分成數(shù)據(jù)分析拜轨、運算、走刀控制允青、其他動作的控制等步驟橄碾。在實際系統(tǒng)中，通常多是采用一個主程序?qū)⒄麄€加工過程串起來颠锉，主控程序?qū)斎氲臄?shù)據(jù)分析判斷后法牲，轉(zhuǎn)入相應(yīng)的子程序處理，處理完畢后再返回對數(shù)據(jù)的分析足贴、判斷牡泡、運算。

　　能夠方便地設(shè)置各種診斷程序也是CNC和MNC系統(tǒng)的特點之一哮寨。有了較完善的診斷程序可以防止故障的發(fā)生或擴大尔产。在故障出現(xiàn)后可以迅速查明故障的類型和部位，減少故障停機時間瞎遗。國外一些公司的CNC系統(tǒng)還可以進行通信（海外）診斷每此，由通信診斷中心指示系統(tǒng)或操作者進行某些試運行，以查找故障隱患或故障部位截纹。

　　7．結(jié)束語

　　以上內(nèi)容淺談了計算機數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點形维，以及構(gòu)成。計算機數(shù)控系統(tǒng)是集高贬屹、精塞秤、尖技術(shù)于一體，集機月锅、電癌炒、光、液于一身的高技術(shù)產(chǎn)物迹蛤。具有加工精度高民珍、加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠、生產(chǎn)效率高笤受、適應(yīng)性強穷缤、靈活性好等眾多優(yōu)點，在各個行業(yè)受到廣泛歡迎箩兽，在使用方面津肛，也是越來越受到重視。

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