cnc装置的软件结构

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1、CNC装置的软件结构从逻辑上讲，这些任务可看成一个个功能模块，模块之间存在着偶合关系；从时间上讲，各功能模块之间存在一个时序配合问题。在设计CNC装置的软件时，如何组织和协调这些这些功能模块，使之满足一定的时序和逻辑关系，就是CNC装置软件结构要考虑的问题。一、CNC装置软件和硬件的功能界面CNC装置是由软件和硬件组成的，硬件为软件的运行提供支持环境。在信息处理方面，软件与硬件在逻辑上是等价的，即硬件能完成的功能从理论上讲也可以由软件来完成。但，硬件和软件在实现这些功能时各有不同的特点：硬件处理速度快，但灵活性差

2、，实现复杂控制的功能困难。软件设计灵活，适应性强，但处理速度相对较慢。如何确定合理确定软硬件的功能分担是CNC装置结构设计的重要任务。这就是所谓软件和硬件的功能界面划分的概念。划分准则是系统的性价比。图1CNC软件系统功能框图图1是CNC装置功能界面的几种划分方法。这几种功能界面是CNC装置不同时期不同产品的划分。其中后面两种是现在的CNC系统常用的方案。反映出软件所承担的任务越来越多，硬件承担的任务越来越少。一是因为计算机技术的发展，计算机运算处理能力不断增强，软件的运行效率大大提高，这为用软件实现数控功能提供

3、了技术支持。二是数控技术的发展，对数控功能的要求越来越高，若用软件来实现这些功能，不仅结构复杂，而且柔性差，甚至不可能实现。而用软件实现则具有较大的灵活性，且能方便实现较复杂的处理和运算。因而，用相对较少且标准化程度较高的硬件，配以功能丰富的软件模块CNC系统是当今数控技术的发展趋势。二、CNC装置的数据转换流程CNC系统软件的主要任务之一是如何将零件加工程序表达的加工信息，变换成各进给轴的位移指令、主轴转速指令和辅助动作指令。其数据转换的过程如图2所示。图2共享存储器结构CNC系统硬件结构（一）译码（解释）译码

4、程序的主要功能是将文本格式（ASCII码）表达的零件加工程序，以程序段为单位转换成后续程序所要求的数据结构（格式）。该数据结构用来描述一个程序段解释后的数据信息。包括：X、Y、Z、…等坐标值；进给速度；主轴转速；G代码；M代码；刀具号；子程序处理和循环调用处理等数据或标志的存放顺序和格式。一个译码缓冲区数据结构的例子如下：StructPROG_BUFFERCharbuf_state;//指定缓冲区的状态，0表示缓冲区为空；1表示缓冲区准备好。intblock_num;//以BCD码的形式存放本段的程序段号。dou

5、bleCOOD[20];//以二进制的形式存放X、Y、Z、I、J、K、R、A、B等尺寸指令的数值，单位为um。intF,S;//以二进制的形式存放进给速度F（mm/min）和主轴转速S（r/min）。charG0;//以标志形式存放G指令。例如：D7D6D5D4D3D2D1D0G000：无该指令；1：有该指令。G01G02G03G33；G90/G910：G90;1:G91charG1;//根据G指令的个数设置字符变量的个数。charM0;//以标志的形式存放M指令。存放形式同G代码。charM1;//根据M指令的

6、个数设置字符变量的个数。charT;//以BCD码的形式存放本段换刀的刀具号。CharD;//以BCD码的形式存放刀具补偿的刀具半径值。在程序中一般有由若干个由这种结构组成的程序缓冲区组，当前程序段译码后的数据信息存入缓冲区组中空闲的一个。后续程序从该缓冲区中获取数据信息进行工作。下面以一个程序段为例来简要说明译码过程：N06G90G01X200Y300F200;译码程序以程序段为单位进行解释，解释中，从零件程序存储区中逐一读出指令：读出：N06解释：将06转换为BCD码—00000110BCD存入译码缓冲区中的

7、“block_num”G90将译码缓冲区中的“G0”的“D6”位置“0”G01将译码缓冲区中的“G0”的“D1”位置“1”X200将200转换为二进制码11001000B存入译码缓冲区中的“COOR[1]”Y300将300转换为二进制码100101100B存入译码缓冲区中的“COOR[2]”F200将200转换为二进制码11001000B存入译码缓冲区中的“F”；程序段读完，译码结束。进入下一程序段的解释工作，直至整个缓冲区组被填满，然后，译码程序进入休眠状态。当缓冲区组中有若干个缓冲区置空，系统将再次激活译码程

8、序，按此方式重复进行，直到整个加工程序解释完毕（读到M02或M30）为止。（二）刀补处理（计算刀具中心轨迹）将零件轮廓变换为刀具中心轨迹，并进行相应的坐标变换，主要工作是：（1）根据绝对坐标（G90）或相对坐标（G91）计算零件轮廓的终点坐标值；（2）根据刀具半径、刀具半径补偿的方向（G41/G42）和零件轮廓的终点坐标值，计算刀具中心轨迹的终点坐标值。（3）根据本段和前