第五章计算机数控系统二、数控装置软件和硬件的功能界面软硬件功能界面问题：哪些功能由软件来实现，哪些功能由硬件来实现，或怎样确定软件和硬件在数控装置中所承担的任务。四种功能界面的划分，代表了不同时期的数控装置产品。数控装置发展的趋势是软件承担的任务越来越多。这主要是由于计算机的运算处理能力不断增强，使软件运行的速度大大提高的结果。这种趋势并不是一成不变的，随着电子技术的发展，硬件的成本也在不断降低，如果硬件的制造可以做到象软件一样灵活，能够根据特殊需求，专门制做的时候，硬件所担负的功能还会逐步增加。CNC装置的功能图用80-31单片机组成的简易数控装置的硬件系统图图数控装置的物理结构（FANUC-6MB）单微处理机数控装置典型产品：三、基于PC的网络型数控装置典型基于PC的网络型数控产品第三节数控软件（一）译码——读取一行零件加工程序译码就是把用ASCⅡ码编写的零件加工程序翻译成数控系统要求的数据格式，并存放到译码缓冲区中，准备为后续程序使用。译码后的数据有两种存放格式。1．不按字符格式的存放方法M03G03X100.Y50.I0J50.F100.；高2．保留字符格式的存放方法StructPROG_BUFFER{charbuf_state；//0：空，1：有数据intblock_num；//程序段号doubleCOORD[20]；//尺寸字的数值，单位为μmintF，S；//进给速度和主轴速度charG_flag；//以标志形式存放的G指令charG1；//G指令表...charM_flag；//以标志形式存放的M指令charM1；//M指令表...charT；//刀具代号charD；//刀具半径值}；（二）刀补——计算刀心轨迹刀补处理程序主要进行以下几项工作：1．计算本段程序零件轮廓的终点坐标值；2．根据刀具的半径值和刀具补偿方向，计算出本段程序刀具中心轨迹的坐标；3．根据本段和下一段的转接关系进行段间处理。（三）速度预处理——计算当前插补周期的插补步长对于数据采样插补算法，主要完成以下几步计算：1．计算本程序段总位移量2．计算每个插补周期内的合成进给量ΔL=FΔt/60（mm）式中，F—进给速度值（mm/min）；Δt—数控系统的插补周期（ms）。（四）插补处理——将插补步长分解到坐标轴1．根据速度倍率值计算本次插补周期的实际合成位移量（已经在上一步骤中完成）；2．计算新的坐标位置；3．将合位移分解到各个坐标方向，得到各个坐标轴的位置控制指令。插补程序的实时性插补方法：基准脉冲：逐点比较DDA数据采样：直线函数扩展DDA这些任务中有些可以顺序执行，有些必须同时执行，如：（1）显示和控制任务必须同时执行，以便操作人员及时了解机床运行状态；（2）在加工过程中，为使加工过程连续，译码、刀补、插补和位置控制模快也必须同时进行。图各任务占用CPU时间示意图第四节数控装置的输入/输出接口一、接口及其标准化接口是数控装置和外部设备间的过渡部分。接口标准化是数控系统开放化的要求二、接口的任务1．进行电平和功率放大。2．将数控装置和机床之间的信号在电气上加以隔离。3．数/模（D/A）或模/数（A/D）转换电路。4．消除畸变。第五节PLC控制现代数控系统中采用可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController--PLC）来实现开关量及其逻辑关系的控制。PLC是由计算机简化而来的，为了适应顺序控制的要求，PLC省去了计算机的一些数字运算功能，强化了逻辑运算功能，是一种介于继电器控制和计算机控制之间的自动控制装置。PLC的最大特点是，其输入输出量之间的逻辑关系是由软件决定的，因此改变控制逻辑时，只要修改控制程序即可，是一种柔性的逻辑控制装置。另外PLC能够控制的开关量数量要比RLC多，能实现复杂的控制逻辑。由于减少了硬件线路，控制系统的可靠性大大提高。2．数控装置中的PLC数控装置中的PLC有两种类型：内装型PLC和独立型PLC。内装型PLC是指PLC包含在数控装置当中，PLC与数控功能模块间的信号传送在数控装置内部实现，PLC与机床间的信号传送则通过输入/输出接口电路实现，如下图所示。二、PLC编程的基本方法由于PLC的硬件结构不同，功能也不尽相同，程序的表达方法也不同。可编程序逻辑控制器的常用编程方法有接点梯形图法和语句表法。接点梯形图法梯形图（LC—LadderDiagram）编程是一种图形编程方法，由于用了电路元件符号来表示控制任务，与传统的继电器电路图很相似，因此梯形图很直观，易于理解。前面提到的电机正反转控制的梯形图程序如图所示。