一、硬件構(gòu)成
微處理機(jī)領(lǐng)域的發(fā)展支持?jǐn)?shù)控的發(fā)展,考慮數(shù)控機(jī)床的功能、自動(dòng)化程度和加工精度,微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)在硬件上有多種構(gòu)成方式。例如,一個(gè)典型的中等性能(普及型)微機(jī)數(shù)控系統(tǒng),可控制4個(gè)主軸、最多9個(gè)運(yùn)動(dòng)軸和相應(yīng)的測(cè)量反饋環(huán),其硬件構(gòu)成有:
1)帶有顯示器(如:crt)和手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入(mdi)鍵盤的數(shù)控面板,作為中央顯示和輸入單元;
2)機(jī)床操作面板,用于手動(dòng)操作機(jī)床。油加工運(yùn)動(dòng)方式、速度倍率等的給定,及廠家給出的各種鍵盤功能。
3)中央控制裝置(數(shù)控裝置),用于各組件的安裝和連接,內(nèi)裝數(shù)控模塊,人機(jī)控制模塊、可編程控制器模塊、網(wǎng)絡(luò)通信電路、監(jiān)控電路、以及用于擴(kuò)展測(cè)量部分和數(shù)據(jù)輸入/輸出部分的空插座。
各部件內(nèi)部的相互連接遵循一種內(nèi)部系統(tǒng)總線的規(guī)定。
二、軟件構(gòu)成
在數(shù)控系統(tǒng)中,有多種形式的軟件程序存在。
數(shù)控機(jī)床的加工過程使用數(shù)控加工程序編寫并輸入數(shù)控系統(tǒng)的,它是將 g 、 m 等功能子組成的程序段按零件加工順序進(jìn)行排列所形成的程序。對(duì)輸入的數(shù)控加工程序信息的譯碼、預(yù)處理及插補(bǔ)等功能是在數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控功能程序控制下實(shí)現(xiàn)的,數(shù)控功能程序要在系統(tǒng)管理軟件的控制和協(xié)調(diào)下實(shí)現(xiàn),數(shù)控功能程序和系統(tǒng)管理軟件一起組成了數(shù)控系統(tǒng)程序,以前受計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度等性能限制,數(shù)控系統(tǒng)程序采用非常費(fèi)時(shí)的匯編語(yǔ)言來編寫,現(xiàn)在,一般多采用高級(jí)語(yǔ)言來編寫,如 c 或 c++ 等。
在現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)中,一般使用可編程控制器( plc )進(jìn)行數(shù)控加工程序中有關(guān)機(jī)床電器的邏輯控制及其他一些開關(guān)信號(hào)的處理,在 plc 中,這些邏輯處理和控制使用 plc 控制程序來實(shí)現(xiàn)的,他常采用梯形圖語(yǔ)言編寫。此外,數(shù)控功能程序和 plc 控制程序的運(yùn)行也都需要相應(yīng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件的支持。
數(shù)控的主要功能體現(xiàn)在數(shù)控功能程序上,數(shù)控功能程序包括數(shù)控的核心功能程序,如:數(shù)控加工程序的譯碼、預(yù)處理和插補(bǔ)處理,也包括數(shù)控加工程序編輯器、加工模擬器、刀具管理和故障檢測(cè)與診斷這些可選功能。
硬件和各功能程序的連接由數(shù)控系統(tǒng)的管理軟件來實(shí)現(xiàn),它除了存儲(chǔ)器管理和輸入、輸出管理外,還承擔(dān)各個(gè)過程的同步任務(wù)。管理軟件分為不依賴于硬件的部分和依賴于硬件的部分,不依賴于硬件的管理軟件進(jìn)行時(shí)間管理、任務(wù)管理、存儲(chǔ)器管理、內(nèi)部通信和同步;依賴于硬件的管理軟件有外設(shè)驅(qū)動(dòng)管理和實(shí)時(shí)管理,前者負(fù)責(zé)數(shù)控系統(tǒng)外部設(shè)備的軟件控制,如圖形顯示器、鍵盤和通信設(shè)備的控制;后者負(fù)責(zé)中斷管理和各種處理芯片管理等實(shí)時(shí)任務(wù)。數(shù)控系統(tǒng)硬件指各種外設(shè)和數(shù)控硬件(數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、各種處理芯片、 i/o 接口和驅(qū)動(dòng)測(cè)量環(huán)電路等)。適合于數(shù)控的標(biāo)準(zhǔn)管理軟件必須有多任務(wù)處理能力,因?yàn)樵S多功能程序必須并行執(zhí)行,如數(shù)控加工程序預(yù)處理和插補(bǔ)處理,此外,還要有實(shí)時(shí)處理能力,也就是說,具有較高優(yōu)先權(quán)的任務(wù)將被及時(shí)處理,他排擠了可能出現(xiàn)的具有較低優(yōu)先權(quán)的任務(wù),如:從緊迫性來看,實(shí)施碰撞檢測(cè)的優(yōu)先權(quán)要比數(shù)據(jù)顯示人物的優(yōu)先權(quán)高。通過實(shí)施能力對(duì)一些過程的外部事件可及時(shí)作出決定性反應(yīng),使系統(tǒng)處于安全狀態(tài)。
先進(jìn)的數(shù)據(jù)系統(tǒng)多采用軟件集成環(huán)境,這種集成環(huán)境獨(dú)立與數(shù)控功能,并作為數(shù)控功能程序的操作平臺(tái)。