数控系统软件

CNC 系统软件是一个典型而又复杂的实时系统。

本节先介绍系统软硬件界面的关系，然后从系统内数据流的角度来分析CNC 装置的数据转换过程，并从多任务性和实时性的角度来分析CNC 系统软件的结构特点，最后介绍一个典型CNC 装置系统软件的结构。

一、CNC 装置软件和硬件的功能界面

1 、软件与硬件在实现各种功能的特点和关系

● 关系：从理论上讲，硬件能完成的功能也可以用软件来完成。从实现功能的角度看，软件与硬件在逻辑上是等价的。

● 特点：

硬件处理速度快，但灵活性差，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。

2 、软件、硬件实现功能的分配就是 —— 软件硬件功能界面划分。

3 、功能界面划分的准则：系统的性能价格比。

二、CNC 装置的数据转换流程

   CNC 装置系统软件的主要任务：如何将由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，控制加工设备的轨迹运动和逻辑动作，加工出符合要求的零件。

      1 、译码 ( 解释 )
      将用文本格式（通常用 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（本例是指刀补处理程序）所要求的数据结构（格式）。

数据结构示例：

  Struct PROG_BUFFER   {

  char buf_state ； // 缓冲区状态， 0 空； 1 准备好。

  int   block_num ； // 以 BCD 码的形式存放本程序段号。

  double COOR[20] ； // 存放尺寸指令的数值（ μ m ）。

  int F,S ；         //F （ mm/min ） S （ r/min ）。

  char G0 ；         // 以标志形式存放 G 指令。

  char G1 ；     

  char M0 ；         // 以标志形式存放 M 指令。

  char M1 ；

  char T ；          // 存放本段换刀的刀具号。

  char D ；          // 存放刀具补偿的刀具半径值。

  } ；

     在系统软件中各程序间的数据交换方式一般都是通过缓冲区进行的。该缓冲区由若干个数据结构组成，当前程序段被解释完后便将该段的数据信息送入缓冲区组中空闲的一个。后续程序（如刀补程序）从该缓冲区组中获取程序信息进行工作 。

  N 06 G 90   G 41   D 11   G 01 X200 Y 300 F 200 ；

      1     2     3     4     5    6     7     8    9

  ----------------------------------------

  Struct PROG_BUFFER   {  
  char buf_state ；      0 ： ( 开始 ) ； 1 （；）⑨

  int   block_num ；      06 （ N06 ）①
  double COOR[20] ；     COOR[1]=200000 ；（ X200 ）⑥

                        COOR[2]=300000 ；（ Y300 ）⑦

  int F,S ；             F=200 ；（ F200 ）⑧

  char G0 ；             D5=0 ；（ G90 ）②

                        D6,D7=0,1 （ G41 ）③                     

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