第5课 数控系统的软件结构教案.docVIP

课时安排： 2 学时 课程类型：理论课√ 实验课□ 实习课□ 习题课□ 实训课□ 其它□ 教学地点：普通教室√ 多媒体教室□ 计算机房□ 实验室□ 实训中心□ 其它□ 题 目：数控数控数控I、示标 II、复习 1、数控系统控制软件的结构特点 2、数控III、新授 第二节 数控数控数控数控数控数控数控数控 一般在中断型结构模式的数控CRT显示的模块为低级中断（0级中断），只要系统中没有其他中断级别请求，总是执行0级中断，即系统进行CRT显示。其他程序模块，如译码处理、刀具中心轨迹计算、键盘控制、I/O信号处理、插补运算、终点判别、伺服系统位置控制等处理，分别具有不同的中断优先级别。开机后，系统程序首先进入初始化程序，进行初始化状态的设置、ROM检查等工作。初始化后，系统转入0级中断CRT显示处理。此后系统就进入各种中断的处理，整个系统的管理是通过每个中断服务程序之间的通信方式来实现的。 表2-1 FANUC-BESK 7CM 数控CRT显示 硬件 1 译码、刀具中心轨迹计算，显示器控制 软件，16ms定时 2 键盘监控，I/O信号处理，穿孔机控制 软件，16ms定时 3 操作面板和电传机处理 硬件 4 插补运算、终点判别和转段处理 软件，8ms定时 5 纸带阅读机读纸带处理 硬件 6 伺服系统位置控制处理 4ms实时钟 7 系统测试 硬件 例如FANUC-BESK 7CM 数控CRT显示被安排的级别最低，即0级，其中断请求是通过硬件接线始终保持存在。只要0级以上的中断服务程序均未发生的情况下，就进行CRT显示。1级中断相当于后台程序的功能，进行插补前的准备工作。1级中断有13种功能，对应着口状态字中的13个位，每位对应于一个处理任务。在进入1级中断服务时，先依次查询口状态字的0~12位的状态，再转入相应的中断服务（表2-2）。其处理过程见图2-12。口状态字的置位有两种情况：一是由其他中断根据需要置1级中断请求的同时置相应的口状态字；二是在执行1级中断的某个口子处理时，置口状态字的另一位。当某一口的处理结束后，程序将口状态字的对应位清除。 2级中断服务程序的主要工作是对数控面板上的各种工作方式和I/O信号处理。3级中断则是对用户选用的外部操作面板和电传机的处理。 4级中断最主要的功能是完成插补运算。7CM系统中采用了“时间分割法”（数据采样法）插补。此方法经过数控T（8ms）的F指令值，这是一个粗插补进给量，而精插补进给量则是由伺服系统的硬件与软件来完成的。一次插补处理分为速度计算、插补计算、终点判别和进给量变换四个阶段。 图2-12 1级中断各口处理转换框图 5级中断服务程序主要对纸带阅读机读入的孔信号进行处理。这种处理基本上可以分为输入代码的有效性判别、代码处理和结束处理三个阶段。 6级中断主要完成位置控制、4ms定时计时和存储器奇偶校验工作。 7级中断实际上是工程师的系统调试工作，非使用机床的正式工作。 中断请求的发生，除了第6级中断是由4ms时钟发生之外，其余的中断均靠别的中断设置，即依靠各中断程序之间的相互通讯来解决。例如第6级中断程序中每两次设置一次第4级中断请求（8ms）；每四次设置一次第1、2级中断请求。插补的第4级中断在插补完一个程序段后，要从缓冲器中取出一段并作刀具半径补偿，这时就置第1级中断请求，并把4号口置1。 表2-2 FANUC-BESK 7CM 数控MP、PC或SP区）读一段数控程序到BS区 4 轮廓轨迹转换成刀具中心轨迹 5 “再启动”处理 6 “再启动”开关无效时，刀具回到断点“启动”处理 7 按“启动”按钮时，要读一段程序到BS区的预处理 8 连续加工时，要读一段程序到BS区的预处理 9 纸带阅读机反绕或存储器指针返回首址的处理 A 启动纸带阅读机使纸带正常进给一步 B 置M、S、T指令标志及G96速度换算 C 置纸带反绕标志 下面介绍FANUC-BESK 7CM中断型数控 （1）开机 开机后，系统程序首先进入初始化程序，进行初始化状态的设置，ROM检查工作。初始化结束后，系统转入0级中断服务程序，进行CRT显示处理。每4ms的间隔，进入6级中断。由于1级、2级和4级中断请求均按6级中断的定时设置运行，从此以后系统就进入轮流对这几种中断的处理。 （2）启动纸带阅读机输入纸带 作好纸带阅读机的准备工作后，将操作方式置于“数据输入”方式，按下面板上的主程序MP键。按下纸带输入键，控制程序在2级中断“纸带输入键处理程序”中启动一次纸带阅读机。当纸带上的同步孔信号读入时产生5级中断请求。系统响应5级中断处理，从输入存储器中读入孔信号，并将其送入MP区，然后再启动一次纸带阅读机，直到纸带结束。 （3）启