CNC软件的特点

2014-11-28 15:51 作者:管理员11 来源:未知 浏览: 字号:

摘要:CNC软件的特点 (1)多任务性和实时性 CNC装置是一个机床的控制系统,在硬件的支 持下,由软件来完成管理和控制两大任务。系统的管 理任务包括通信、显示、诊断、零件程序的输人以及 人机界面管理(参数设置、程序编辑、文件管理 等),这类程序的实时性要求不高

CNC软件的特点
    (1)多任务性和实时性
    CNC装置是一个机床的控制系统,在硬件的支
持下,由软件来完成管理和控制两大任务。系统的管
理任务包括通信、显示、诊断、零件程序的输人以及
人机界面管理(参数设置、程序编辑、文件管理
等),这类程序的实时性要求不高。系统的控制任务
包括译码、刀具补偿、速度处理、插补、位置控制、
开关且I/O控制等,这类程序要完成实时性很强的控
制任务。因此,数控系统的控制软件具有多任务性和
实时性两大特点。
    在多数情况下,CNC装置要完成数控加工任务,
必须同时进行几个任务的处理,即所谓的并行处理。
例如,为使操作人员及时了解CNC系统的工作状态,
软件中的显示模块必须与控制软件同时执行,当
CNC装置工作在加工方式时,为保证加工的连续性,
即刀具在程序段间不停刀,则译码、数据处理模块必
须与擂补、位置控制程序同时运行。
    针对数控系统软件的多任务性和实时性两大特
点,有多种并行处理技术。从硬件出发,可以采用设
备重复的并行处理技术,如采用多微处理器并行处理
CNC系统,各个微处理器并行地执行各自的实时任
务。从软件出发,可采用设备分时共享并行处理技
术、时间重叠流水处理技术和多重中断的并行处理技
术。
    (2)设备分时共享并行处理
    在单CPU的CNC系统中,或在多CPU数控系统
的某个需要处理多任务的CPU中,一般采用分时共
享的原则来解决多任务的同时运行。在使用分时共享
并行处理的计算机系统中,必须将各个任务按其所需
时间的长短分割成一个个子任务.一个微处理器用时
间片轮转的方式处理完成多任务,即按照某种轮换次
序给每个子任务分配CPU时间,进行各子任务的处
理,从徽观上看,各子任务分时占用CPU,从宏观上
看,在一段时间内,CPU并行地完成了各子任务,如
同自动线的流水作业。
    在设备分时共享并行处理中,要充分利用计算机
的商速数据计算和处理能力,以保证每个任务的合理
响应时间。每个任务允许占用CPU的时间要受到一
定限制,如在加工程序的译码、数据处理中,可在其
中的某些地方设置断点,当程序运行到断点时,自动
让出CPU,待到下一个运行时间里自动跳到断点处继
续执行。
    (3)时间重叠流水处理
    当CNC系统处在零件加工工作方式时,其数据
的转换过程将由零件程序输入、插补准备(包括译
码和数据处理)、擂补和位里控制4个子过程组成。
如果每个子过程的处理时间分别为t1、t2、t3、t4,那
么一个零件程序段的数据转换时间为t=t1+t2+t3+
t4。如果以顺序方式处理每个零件程序段,即第一个
程序段处理完后再处理第二个程序段,依次类推,这
种顺序处理的时间关系如图28.6-4。所示。从图中可
以看出,此时在两个程序段的输出之间将有一个时间
长度为t的间隔,同样在第二个和第三个程序段的输
出之间也会有这种时间间隔。由于这种时间间隔较
大,会导致电动机时转时停,进而使刀具时走时停,
这种刀具时走时停的情况在加工工艺中是不允许的。
    俏除这种时间间隔的方法是采用时间重益流水处
理技术,采用这种技术的时间关系如图28.6-4b所
示。其关健是时间重登,即在每一段较小的时间间隔
内,不再仅处理一个子过程,而是处理两个或更多的
子过程。这样就使每个零件程序段的输出之间的时间
间隔大为减小,从而保证了电动机运转和刀具移动的
连续性。
顺序处理和时间重叠流水处理
    (4)实时中断处理
    CNC控制软件的另一个重要特征是实时中断处
理,CNC系统的多任务性和实时性决定了系统中断
成为整个系统必不可少的重要组成部分。对于有实时
要求,且各种任务互相交错并发的多任务控制系统,
可采用多重中断的并行处理技术,这时实时任务被安
排成不同优先级别的中断服务程序,或在同一个中断
程序中按其优先级高低而顺序运行。CNC系统的中
断管理主要由硬件完成,而系统的中断结构决定于系
统软件的结构,其中断类型有以下几种。
    1)外部中断主要有外部监控中断(如急停、
检测仪器到位等)和操作面板键盘物人中断。前一
种中断的实时性要求很高,通常把这种中断安排在较
高的优先级上,而操作面板输入中断则放在较低的中
断优先级上,在有些系统中,甚至用查询的方式来处
理键盘和操作面板的输入中断。
    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
再处理插补运算。
    3)硬件故障中断这是各种硬件故障检测装置
产生的中断,如存储器出错、定时器出错、擂补运算
器超时等。
    4)程序性中断它是由于程序中出现各种异常
情况而因起的报替中断,如各种溢出、运算中出现零
作除数等。
(责任编辑:laugh521521)
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