(105)--第六章 数控机床的工程设计 6.2 数控系统的软件结构与功能（1.ppt

第六章数控机床的工程设计

6.2数控系统的软件结构与功能（1）软件结构;本节目录;基本功能：

控制功能、准备功能、插补功能和固定循环功能、进给功能、主轴功能、辅助功能、刀具管理功能、补偿功能、人机对话功能、自诊断功能、通信功能等;工作过程;数控装置;工作循环控制;运动控制;中断控制;系统初始化;机床参数;输入输出;资源分时共享CPU时间分配图;并发处理和流水处理：

当各任务间关联程度不高时,将这些任务分别安排一个CPU，让其同时执行。

当各任务间关联程度较高时，即一个任务的输出是另一任务的输入时，采用资源重叠的流水线的工作方式处理。;CNC系统软件包括管理软件和控制软件，系统软件的特点是：多任务并行处理，具有实时性。

系统软件由不同功能的程序组成，安排成特定的结构形式，从而协调有序地工作。

CNC软件可以设计成不同的结构形式。不同的软件结构，对各任务的安排方式也不同，管理方式也不同。;根据CNC装置的硬件结构形式的不同，CNC装置的软件结构也有多种形式。对与多CPU结构的CNC装置，不同模块其软件结构有很大差别。

对于独立HMI部分，由于其承担了大量、繁琐的信息显示、参数管理、文件管理、文本输入等实时性要求不高的工作，通常采用多任务操作系统平台（可以是非实时操作系统），用高级语言编程，应用面向对象的模块化程序结构。具有一定的开放性。

如：NUM1050的HMI，采用WindowsXP操作系统，可同时运行HMI程序和其它应用程序（如CAM软件，机床厂家开发的在线测量、网络传输等），具有较好的开放性。

西门子840D，采用WindowsPE/NT操作系统，工作中不能运行其它Windows程序，用户可使用VB实现二次开发，设计特殊的控制程序。;2CNC装置的软件结构;对于实时性要求较高的NC部分或集中控制的单微处理器CNC装置，通常采用前后台式软件结构。

程序的主循环为前台程序，用于实现各软件模块的控制和调度、以及低实时软件模块的分时按节拍运行。实时性要求高的软件部分（如插补、运动控制等）作为后台中断程序，根据前台控制程序的控制标志，通过定时中断或硬件中断来启动，进而实现高实时性控制。

前台程序循??运行，根据操作指令和加工程序的执行情况，通过设定控制标志来实现对前台程序的调度和控制。;2CNC装置的软件结构;前后台型结构程序运行关系图;定时中断为前台程序提供系统节拍（每次中断其值+1），主循环前台程序可根据系统节拍变量的值，来控制不同实时性要求的软件模块的调度，使系统达到优化控制。;同级多任务的分时处理

对于实时性要求相近的N个软件模块，每个软件模块间隔N个系统（定时）周期执行一次。每个时间节拍（Step改变一次），执行1个软件模块，使整个系统周期程序的执行时间较短，保证了高实时性程序的可靠运行。;中断型结构的CNC系统软件，各功能模块安排成不同优先级别的中断，整个控制软件是一个大的多重中断系统。20世纪80-90年代初的CNC系统软件大多采用这种结构。;2CNC装置的软件结构;2CNC装置的软件结构;本节要点;谢谢观看！