一、 国外几家主要生产厂及其典型产品
世界上生产数控系统的厂家很多,其中对我国影响较大的有日本的FANUC公司、美国的AllenBrandley(简称A-B公司)和德国的SIEMENS公司等。
二、FANUC 7系统
FANUC 7系统包括7 T和7 M两个系列。其中7 T系统适用于两坐标数控车床,7 M适用于三坐标铣床、镗铣床和加工中心等。下面以7 M系统为例来说明其工作原理。
1、 系统硬件结构
7 M以中央处理装置(CPU)为核心,CPU通过总线与存储器以及各种接口相连接,总方框图如图3—51所示。
图3-51 7M数控系统总方框图
2、 统软件结构
7 M数控装置的系统软件由22 K控制程序(三坐标两联动系统为20 K)、4 K的CRT控制程序和诊断程序(由专用的诊断纸带输入)组成。
初始化程序的主要作用是为整个系统的正常工作做准备。开机后,通过“初始化微程序”在“现行状态寄存器”中置入“第6级中断”的“现行状态”,使得除第7级中断以外的中断无法打断初始化。同时,在“初始化微程序”的执行阶段,将程序转入“初始化程序”。因此“初始化程序”是每次开机后首先执行的。进入初始化程序后,系统把第0级中断的保护区首地址置入第6级中断保护区的首地址,从而造成由第6级打断第0级的状态,以便初始化执行完后返回第0级中断。
初始化程序主要完成以下三项工作:
(1) 对RAM中作为工作寄存器的单元设置初始状态。
(2) 进行ROM奇偶校验。
为数控加工正常进行而设置一些所需的初始状态。属于这种初始状态设置的有零件程序存储器区域设定,AS区域设初始位,等等。对通过TE子方式(设置参数)设置的部分参数进行必要的初始处理。例如,将快速进给率数值由mm/min为单位换算成 为单位等。如果在开机的同时,按下某些特定的按键,还可以进行附加操作。
3.零件加工过程举例
现在我们来讨论零件的加工过程。一种新零件在7M系统中的首件加工过程大致可以用图3-58所示流程来描述。对于一种新零件的首件来说,一般要通过空运行来观察编程的正确性,如果有错,可以通过零件程序编辑来纠正。首件加工完毕,如果程序需保存,则可以穿成纸带以备后用。一般来说,零件程序编辑和输出纸带工作在同种零件的再次加工时不必进行。
图3-58 一种新零件的加工流程
三、FANUC6系统
1.FANUC6系统的特点及功能
FANUC6系统(简称6系统)是具备一般功能和部分高级功能的中级型CNC系统。其特点主要有:
(1)可靠性高。
(2)适用于高精度、高效率加工。
(3)容易编程。
(4)容易维护保养,现场调试方便。
(5)操作性好,使用安全。
6系统(包括6M,6T)的控制功能有:
(1)6M的控制轴是X,Y,Z三轴,6T是X和Z两轴,6M还可以增加选用功能控制第四轴。
(2)联动轴数:6M可以进行三轴中的两轴联动,6T能进行X和Z两轴联动,6M增加选用功能后可以进行X,Y,Z三轴联动,能进行直线、圆弧、螺旋线等插补。
(3)辅助功能为2位数(M2),主轴功能为2位数或4位数,刀具功能为2位数或4位数。
2.FANUC6系统的硬件
6系统使用高速微处理器8086作为CPU,主时钟频率为5MHz,其硬件结构如图3-59所示。系统中有28K RAM,用来存储中间结果和数据。全部零件加工程序和系统的工作参数存放在磁泡存储器中,磁泡存储器最多可存储320m长的控制带。磁泡存储器和RAM之间的数据交换采用DMA方式,6系统使用一块专用集成电路MB14231作为DMA控制器。为了提高系统的可靠性,28K RAM读写时要进行奇偶检验,相应地有一套奇偶检验电路。系统有208K EPROM,用来存放控制软件。6系统使用了非屏蔽中断和8级可屏蔽中断,8级可屏蔽中断用中断控制器8259进行管理。8259对多级中断进行优先级
一、 国外几家主要生产厂及其典型产品
世界上生产数控系统的厂家很多,其中对我国影响较大的有日本的FANUC公司、美国的AllenBrandley(简称A-B公司)和德国的SIEMENS公司等。
二、FANUC 7系统
FANUC 7系统包括7 T和7 M两个系列。其中7 T系统适用于两坐标数控车床,7 M适用于三坐标铣床、镗铣床和加工中心等。下面以7 M系统为例来说明其工作原理。
1、 系统硬件结构
7 M以中央处理装置(CPU)为核心,CPU通过总线与存储器以及各种接口相连接,总方框图如图3—51所示。
图3-51 7M数控系统总方框图
2、 统软件结构
7 M数控装置的系统软件由22 K控制程序(三坐标两联动系统为20 K)、4 K的CRT控制程序和诊断程序(由专用的诊断纸带输入)组成。
初始化程序的主要作用是为整个系统的正常工作做准备。开机后,通过“初始化微程序”在“现行状态寄存器”中置入“第6级中断”的“现行状态”,使得除第7级中断以外的中断无法打断初始化。同时,在“初始化微程序”的执行阶段,将程序转入“初始化程序”。因此“初始化程序”是每次开机后首先执行的。进入初始化程序后,系统把第0级中断的保护区首地址置入第6级中断保护区的首地址,从而造成由第6级打断第0级的状态,以便初始化执行完后返回第0级中断。
初始化程序主要完成以下三项工作:
(1) 对RAM中作为工作寄存器的单元设置初始状态。
(2) 进行ROM奇偶校验。
为数控加工正常进行而设置一些所需的初始状态。属于这种初始状态设置的有零件程序存储器区域设定,AS区域设初始位,等等。对通过TE子方式(设置参数)设置的部分参数进行必要的初始处理。例如,将快速进给率数值由mm/min为单位换算成 为单位等。如果在开机的同时,按下某些特定的按键,还可以进行附加操作。
3.零件加工过程举例
现在我们来讨论零件的加工过程。一种新零件在7M系统中的首件加工过程大致可以用图3-58所示流程来描述。对于一种新零件的首件来说,一般要通过空运行来观察编程的正确性,如果有错,可以通过零件程序编辑来纠正。首件加工完毕,如果程序需保存,则可以穿成纸带以备后用。一般来说,零件程序编辑和输出纸带工作在同种零件的再次加工时不必进行。
图3-58 一种新零件的加工流程
三、FANUC6系统
1.FANUC6系统的特点及功能
FANUC6系统(简称6系统)是具备一般功能和部分高级功能的中级型CNC系统。其特点主要有:
(1)可靠性高。
(2)适用于高精度、高效率加工。
(3)容易编程。
(4)容易维护保养,现场调试方便。
(5)操作性好,使用安全。
6系统(包括6M,6T)的控制功能有:
(1)6M的控制轴是X,Y,Z三轴,6T是X和Z两轴,6M还可以增加选用功能控制第四轴。
(2)联动轴数:6M可以进行三轴中的两轴联动,6T能进行X和Z两轴联动,6M增加选用功能后可以进行X,Y,Z三轴联动,能进行直线、圆弧、螺旋线等插补。
(3)辅助功能为2位数(M2),主轴功能为2位数或4位数,刀具功能为2位数或4位数。
2.FANUC6系统的硬件
6系统使用高速微处理器8086作为CPU,主时钟频率为5MHz,其硬件结构如图3-59所示。系统中有28K RAM,用来存储中间结果和数据。全部零件加工程序和系统的工作参数存放在磁泡存储器中,磁泡存储器最多可存储320m长的控制带。磁泡存储器和RAM之间的数据交换采用DMA方式,6系统使用一块专用集成电路MB14231作为DMA控制器。为了提高系统的可靠性,28K RAM读写时要进行奇偶检验,相应地有一套奇偶检验电路。系统有208K EPROM,用来存放控制软件。6系统使用了非屏蔽中断和8级可屏蔽中断,8级可屏蔽中断用中断控制器8259进行管理。8259对多级中断进行优先级
一、 国外几家主要生产厂及其典型产品
世界上生产数控系统的厂家很多,其中对我国影响较大的有日本的FANUC公司、美国的AllenBrandley(简称A-B公司)和德国的SIEMENS公司等。
二、FANUC 7系统
FANUC 7系统包括7 T和7 M两个系列。其中7 T系统适用于两坐标数控车床,7 M适用于三坐标铣床、镗铣床和加工中心等。下面以7 M系统为例来说明其工作原理。
1、 系统硬件结构
7 M以中央处理装置(CPU)为核心,CPU通过总线与存储器以及各种接口相连接,总方框图如图3—51所示。
图3-51 7M数控系统总方框图
2、 统软件结构
7 M数控装置的系统软件由22 K控制程序(三坐标两联动系统为20 K)、4 K的CRT控制程序和诊断程序(由专用的诊断纸带输入)组成。
初始化程序的主要作用是为整个系统的正常工作做准备。开机后,通过“初始化微程序”在“现行状态寄存器”中置入“第6级中断”的“现行状态”,使得除第7级中断以外的中断无法打断初始化。同时,在“初始化微程序”的执行阶段,将程序转入“初始化程序”。因此“初始化程序”是每次开机后首先执行的。进入初始化程序后,系统把第0级中断的保护区首地址置入第6级中断保护区的首地址,从而造成由第6级打断第0级的状态,以便初始化执行完后返回第0级中断。
初始化程序主要完成以下三项工作:
(1) 对RAM中作为工作寄存器的单元设置初始状态。
(2) 进行ROM奇偶校验。
为数控加工正常进行而设置一些所需的初始状态。属于这种初始状态设置的有零件程序存储器区域设定,AS区域设初始位,等等。对通过TE子方式(设置参数)设置的部分参数进行必要的初始处理。例如,将快速进给率数值由mm/min为单位换算成 为单位等。如果在开机的同时,按下某些特定的按键,还可以进行附加操作。
3.零件加工过程举例
现在我们来讨论零件的加工过程。一种新零件在7M系统中的首件加工过程大致可以用图3-58所示流程来描述。对于一种新零件的首件来说,一般要通过空运行来观察编程的正确性,如果有错,可以通过零件程序编辑来纠正。首件加工完毕,如果程序需保存,则可以穿成纸带以备后用。一般来说,零件程序编辑和输出纸带工作在同种零件的再次加工时不必进行。
图3-58 一种新零件的加工流程
三、FANUC6系统
1.FANUC6系统的特点及功能
FANUC6系统(简称6系统)是具备一般功能和部分高级功能的中级型CNC系统。其特点主要有:
(1)可靠性高。
(2)适用于高精度、高效率加工。
(3)容易编程。
(4)容易维护保养,现场调试方便。
(5)操作性好,使用安全。
6系统(包括6M,6T)的控制功能有:
(1)6M的控制轴是X,Y,Z三轴,6T是X和Z两轴,6M还可以增加选用功能控制第四轴。
(2)联动轴数:6M可以进行三轴中的两轴联动,6T能进行X和Z两轴联动,6M增加选用功能后可以进行X,Y,Z三轴联动,能进行直线、圆弧、螺旋线等插补。
(3)辅助功能为2位数(M2),主轴功能为2位数或4位数,刀具功能为2位数或4位数。
2.FANUC6系统的硬件
6系统使用高速微处理器8086作为CPU,主时钟频率为5MHz,其硬件结构如图3-59所示。系统中有28K RAM,用来存储中间结果和数据。全部零件加工程序和系统的工作参数存放在磁泡存储器中,磁泡存储器最多可存储320m长的控制带。磁泡存储器和RAM之间的数据交换采用DMA方式,6系统使用一块专用集成电路MB14231作为DMA控制器。为了提高系统的可靠性,28K RAM读写时要进行奇偶检验,相应地有一套奇偶检验电路。系统有208K EPROM,用来存放控制软件。6系统使用了非屏蔽中断和8级可屏蔽中断,8级可屏蔽中断用中断控制器8259进行管理。8259对多级中断进行优先级
一、 国外几家主要生产厂及其典型产品
世界上生产数控系统的厂家很多,其中对我国影响较大的有日本的FANUC公司、美国的AllenBrandley(简称A-B公司)和德国的SIEMENS公司等。
二、FANUC 7系统
FANUC 7系统包括7 T和7 M两个系列。其中7 T系统适用于两坐标数控车床,7 M适用于三坐标铣床、镗铣床和加工中心等。下面以7 M系统为例来说明其工作原理。
1、 系统硬件结构
7 M以中央处理装置(CPU)为核心,CPU通过总线与存储器以及各种接口相连接,总方框图如图3—51所示。
图3-51 7M数控系统总方框图
2、 统软件结构
7 M数控装置的系统软件由22 K控制程序(三坐标两联动系统为20 K)、4 K的CRT控制程序和诊断程序(由专用的诊断纸带输入)组成。
初始化程序的主要作用是为整个系统的正常工作做准备。开机后,通过“初始化微程序”在“现行状态寄存器”中置入“第6级中断”的“现行状态”,使得除第7级中断以外的中断无法打断初始化。同时,在“初始化微程序”的执行阶段,将程序转入“初始化程序”。因此“初始化程序”是每次开机后首先执行的。进入初始化程序后,系统把第0级中断的保护区首地址置入第6级中断保护区的首地址,从而造成由第6级打断第0级的状态,以便初始化执行完后返回第0级中断。
初始化程序主要完成以下三项工作:
(1) 对RAM中作为工作寄存器的单元设置初始状态。
(2) 进行ROM奇偶校验。
为数控加工正常进行而设置一些所需的初始状态。属于这种初始状态设置的有零件程序存储器区域设定,AS区域设初始位,等等。对通过TE子方式(设置参数)设置的部分参数进行必要的初始处理。例如,将快速进给率数值由mm/min为单位换算成 为单位等。如果在开机的同时,按下某些特定的按键,还可以进行附加操作。
3.零件加工过程举例
现在我们来讨论零件的加工过程。一种新零件在7M系统中的首件加工过程大致可以用图3-58所示流程来描述。对于一种新零件的首件来说,一般要通过空运行来观察编程的正确性,如果有错,可以通过零件程序编辑来纠正。首件加工完毕,如果程序需保存,则可以穿成纸带以备后用。一般来说,零件程序编辑和输出纸带工作在同种零件的再次加工时不必进行。
图3-58 一种新零件的加工流程
三、FANUC6系统
1.FANUC6系统的特点及功能
FANUC6系统(简称6系统)是具备一般功能和部分高级功能的中级型CNC系统。其特点主要有:
(1)可靠性高。
(2)适用于高精度、高效率加工。
(3)容易编程。
(4)容易维护保养,现场调试方便。
(5)操作性好,使用安全。
6系统(包括6M,6T)的控制功能有:
(1)6M的控制轴是X,Y,Z三轴,6T是X和Z两轴,6M还可以增加选用功能控制第四轴。
(2)联动轴数:6M可以进行三轴中的两轴联动,6T能进行X和Z两轴联动,6M增加选用功能后可以进行X,Y,Z三轴联动,能进行直线、圆弧、螺旋线等插补。
(3)辅助功能为2位数(M2),主轴功能为2位数或4位数,刀具功能为2位数或4位数。
2.FANUC6系统的硬件
6系统使用高速微处理器8086作为CPU,主时钟频率为5MHz,其硬件结构如图3-59所示。系统中有28K RAM,用来存储中间结果和数据。全部零件加工程序和系统的工作参数存放在磁泡存储器中,磁泡存储器最多可存储320m长的控制带。磁泡存储器和RAM之间的数据交换采用DMA方式,6系统使用一块专用集成电路MB14231作为DMA控制器。为了提高系统的可靠性,28K RAM读写时要进行奇偶检验,相应地有一套奇偶检验电路。系统有208K EPROM,用来存放控制软件。6系统使用了非屏蔽中断和8级可屏蔽中断,8级可屏蔽中断用中断控制器8259进行管理。8259对多级中断进行优先级排队,并产生中断矢量。6系统使用了一个定时器8253。8253有3个通道,分别产生2ms的时钟、8ms的时钟和利用RS-232C口进行串行通信的时钟,因为CNC系统有许多操作,须要读取指定单元的某一位或者修改指定单元的某一位时,不致影响该单元的其他位,这类位操作如果用程序实现的话,要占用CPU较多的时间,而且速度也比较慢,为了提高位操作的速度,法拉克公司开发了专用的位操作芯片MB14233。
3.FANUC6系统的控制软件
与大多数CNC系统的工作流程相同,6系统也经历输入零件程序、译码、数据处理、进给速度控制、插补运算、伺服输出等工作阶段。为了提高刀具运动的线速度,节省CPU的时间,6系统也采用粗插补与精插补结合的方法,粗插补由软件完成,周期为8ms,硬件完成精插补。
和7系统相类似,6系统也是一个大的多重中断系统,共有10级中断优先级,其中0级为最低优先级,9级为最高优先级,除了2级、3级为软件中断外,其余为硬件中断。各级的功能如表3-8所示。由表3-8可见,0级为初始化程序,此时还没有开中断,还没有中断时钟产生,当0级结束时进入1级,同时开中断。1级是主程序,只要没有其他中断优先级的请求,就总是执行1级程序,即总是执行CRT显示和ROM校验。中断优先级示意图如图3-61所示。其中,1级为主程序, 级为中断服务程序。
表3-8 中断优先级功能表
优先级 |
主 要 功 能 |
中 断 源 |
0 |
初始化 |
开机后进入 |
1 |
CRT显示,ROM校验,图形显示 |
主程序 |
2 |
数控程序段译码,刀具补偿计算及进给速度控制 |
16ms |
3 |
数控键盘输入,输入输出信号处理 |
16ms |
4 |
磁泡存储器传送数据结束处理 |
硬件 |
5 |
插补运算 |
8ms |
6 |
定时中断,为2,3级中断定时 |
2ms |
7 |
RS-232C串行通信管理 |
硬件 |
8 |
纸带阅读(并行输入) |
硬件 |
9 |
串行I/O传送报警处理 |
硬件 |
下面对各优先级中断服务程序分别作以介绍。
(1)0级程序——初始化程序。初始化程序的作用是为整个系统的正常工作做准备。
(2)1级程序。1级程序是主程序,当没有优先级中断时,程序始终在1级运行。
(3)2级中断服务程序。2级中断服务程序的主要工作是为插补准备好数据和状态,
(4)3级中断服务程序。对数控操作命令进行处理,包括选择CNC工作方式、选择显示形式等。
(5)4级中断服务程序。当磁泡寄存器与RAM缓冲器之间通过DMA方式传送给数据结束时,调用该子程序作结束处理。
(6)5级中断服务程序。5级中断主要工作是完成插补运算。
(7)6级中断服务程序。6级中断为硬件定时中断,每2ms产生一次中断请求。该级的主要工作是产生2级、3级的16ms软中断定时。
(8)7级中断服务程序。
(9)8级中断服务程序。该程序的主要工作是将零件程序由带卷盘的纸带阅读机送入到字符缓冲器中,如图3-64所示。
四、A—B公司的7360系统
美国Allen Bradley公司出品的7360CNC系统是用来控制车床的计算机数控系排队,并产生中断矢量。6系统使用了一个定时器8253。8253有3个通道,分别产生2ms的时钟、8ms的时钟和利用RS-232C口进行串行通信的时钟,因为CNC系统有许多操作,须要读取指定单元的某一位或者修改指定单元的某一位时,不致影响该单元的其他位,这类位操作如果用程序实现的话,要占用CPU较多的时间,而且速度也比较慢,为了提高位操作的速度,法拉克公司开发了专用的位操作芯片MB14233。
3.FANUC6系统的控制软件
与大多数CNC系统的工作流程相同,6系统也经历输入零件程序、译码、数据处理、进给速度控制、插补运算、伺服输出等工作阶段。为了提高刀具运动的线速度,节省CPU的时间,6系统也采用粗插补与精插补结合的方法,粗插补由软件完成,周期为8ms,硬件完成精插补。
和7系统相类似,6系统也是一个大的多重中断系统,共有10级中断优先级,其中0级为最低优先级,9级为最高优先级,除了2级、3级为软件中断外,其余为硬件中断。各级的功能如表3-8所示。由表3-8可见,0级为初始化程序,此时还没有开中断,还没有中断时钟产生,当0级结束时进入1级,同时开中断。1级是主程序,只要没有其他中断优先级的请求,就总是执行1级程序,即总是执行CRT显示和ROM校验。中断优先级示意图如图3-61所示。其中,1级为主程序, 级为中断服务程序。
表3-8 中断优先级功能表
优先级 |
主 要 功 能 |
中 断 源 |
0 |
初始化 |
开机后进入 |
1 |
CRT显示,ROM校验,图形显示 |
主程序 |
2 |
数控程序段译码,刀具补偿计算及进给速度控制 |
16ms |
3 |
数控键盘输入,输入输出信号处理 |
16ms |
4 |
磁泡存储器传送数据结束处理 |
硬件 |
5 |
插补运算 |
8ms |
6 |
定时中断,为2,3级中断定时 |
2ms |
7 |
RS-232C串行通信管理 |
硬件 |
8 |
纸带阅读(并行输入) |
硬件 |
9 |
串行I/O传送报警处理 |
硬件 |
下面对各优先级中断服务程序分别作以介绍。
(1)0级程序——初始化程序。初始化程序的作用是为整个系统的正常工作做准备。
(2)1级程序。1级程序是主程序,当没有优先级中断时,程序始终在1级运行。
(3)2级中断服务程序。2级中断服务程序的主要工作是为插补准备好数据和状态,
(4)3级中断服务程序。对数控操作命令进行处理,包括选择CNC工作方式、选择显示形式等。
(5)4级中断服务程序。当磁泡寄存器与RAM缓冲器之间通过DMA方式传送给数据结束时,调用该子程序作结束处理。
(6)5级中断服务程序。5级中断主要工作是完成插补运算。
(7)6级中断服务程序。6级中断为硬件定时中断,每2ms产生一次中断请求。该级的主要工作是产生2级、3级的16ms软中断定时。
(8)7级中断服务程序。
(9)8级中断服务程序。该程序的主要工作是将零件程序由带卷盘的纸带阅读机送入到字符缓冲器中,如图3-64所示。
四、A—B公司的7360系统
美国Allen Bradley公司出品的7360CNC系统是用来控制车床的计算机数控系排队,并产生中断矢量。6系统使用了一个定时器8253。8253有3个通道,分别产生2ms的时钟、8ms的时钟和利用RS-232C口进行串行通信的时钟,因为CNC系统有许多操作,须要读取指定单元的某一位或者修改指定单元的某一位时,不致影响该单元的其他位,这类位操作如果用程序实现的话,要占用CPU较多的时间,而且速度也比较慢,为了提高位操作的速度,法拉克公司开发了专用的位操作芯片MB14233。
3.FANUC6系统的控制软件
与大多数CNC系统的工作流程相同,6系统也经历输入零件程序、译码、数据处理、进给速度控制、插补运算、伺服输出等工作阶段。为了提高刀具运动的线速度,节省CPU的时间,6系统也采用粗插补与精插补结合的方法,粗插补由软件完成,周期为8ms,硬件完成精插补。
和7系统相类似,6系统也是一个大的多重中断系统,共有10级中断优先级,其中0级为最低优先级,9级为最高优先级,除了2级、3级为软件中断外,其余为硬件中断。各级的功能如表3-8所示。由表3-8可见,0级为初始化程序,此时还没有开中断,还没有中断时钟产生,当0级结束时进入1级,同时开中断。1级是主程序,只要没有其他中断优先级的请求,就总是执行1级程序,即总是执行CRT显示和ROM校验。中断优先级示意图如图3-61所示。其中,1级为主程序, 级为中断服务程序。
表3-8 中断优先级功能表
优先级 |
主 要 功 能 |
中 断 源 |
0 |
初始化 |
开机后进入 |
1 |
CRT显示,ROM校验,图形显示 |
主程序 |
2 |
数控程序段译码,刀具补偿计算及进给速度控制 |
16ms |
3 |
数控键盘输入,输入输出信号处理 |
16ms |
4 |
磁泡存储器传送数据结束处理 |
硬件 |
5 |
插补运算 |
8ms |
6 |
定时中断,为2,3级中断定时 |
2ms |
7 |
RS-232C串行通信管理 |
硬件 |
8 |
纸带阅读(并行输入) |
硬件 |
9 |
串行I/O传送报警处理 |
硬件 |
下面对各优先级中断服务程序分别作以介绍。
(1)0级程序——初始化程序。初始化程序的作用是为整个系统的正常工作做准备。
(2)1级程序。1级程序是主程序,当没有优先级中断时,程序始终在1级运行。
(3)2级中断服务程序。2级中断服务程序的主要工作是为插补准备好数据和状态,
(4)3级中断服务程序。对数控操作命令进行处理,包括选择CNC工作方式、选择显示形式等。
(5)4级中断服务程序。当磁泡寄存器与RAM缓冲器之间通过DMA方式传送给数据结束时,调用该子程序作结束处理。
(6)5级中断服务程序。5级中断主要工作是完成插补运算。
(7)6级中断服务程序。6级中断为硬件定时中断,每2ms产生一次中断请求。该级的主要工作是产生2级、3级的16ms软中断定时。
(8)7级中断服务程序。
(9)8级中断服务程序。该程序的主要工作是将零件程序由带卷盘的纸带阅读机送入到字符缓冲器中,如图3-64所示。
四、A—B公司的7360系统
美国Allen Bradley公司出品的7360CNC系统是用来控制车床的计算机数控系排队,并产生中断矢量。6系统使用了一个定时器8253。8253有3个通道,分别产生2ms的时钟、8ms的时钟和利用RS-232C口进行串行通信的时钟,因为CNC系统有许多操作,须要读取指定单元的某一位或者修改指定单元的某一位时,不致影响该单元的其他位,这类位操作如果用程序实现的话,要占用CPU较多的时间,而且速度也比较慢,为了提高位操作的速度,法拉克公司开发了专用的位操作芯片MB14233。
3.FANUC6系统的控制软件
与大多数CNC系统的工作流程相同,6系统也经历输入零件程序、译码、数据处理、进给速度控制、插补运算、伺服输出等工作阶段。为了提高刀具运动的线速度,节省CPU的时间,6系统也采用粗插补与精插补结合的方法,粗插补由软件完成,周期为8ms,硬件完成精插补。
和7系统相类似,6系统也是一个大的多重中断系统,共有10级中断优先级,其中0级为最低优先级,9级为最高优先级,除了2级、3级为软件中断外,其余为硬件中断。各级的功能如表3-8所示。由表3-8可见,0级为初始化程序,此时还没有开中断,还没有中断时钟产生,当0级结束时进入1级,同时开中断。1级是主程序,只要没有其他中断优先级的请求,就总是执行1级程序,即总是执行CRT显示和ROM校验。中断优先级示意图如图3-61所示。其中,1级为主程序, 级为中断服务程序。
表3-8 中断优先级功能表
优先级 |
主 要 功 能 |
中 断 源 |
0 |
初始化 |
开机后进入 |
1 |
CRT显示,ROM校验,图形显示 |
主程序 |
2 |
数控程序段译码,刀具补偿计算及进给速度控制 |
16ms |
3 |
数控键盘输入,输入输出信号处理 |
16ms |
4 |
磁泡存储器传送数据结束处理 |
硬件 |
5 |
插补运算 |
8ms |
6 |
定时中断,为2,3级中断定时 |
2ms |
7 |
RS-232C串行通信管理 |
硬件 |
8 |
纸带阅读(并行输入) |
硬件 |
9 |
串行I/O传送报警处理 |
硬件 |
下面对各优先级中断服务程序分别作以介绍。
(1)0级程序——初始化程序。初始化程序的作用是为整个系统的正常工作做准备。
(2)1级程序。1级程序是主程序,当没有优先级中断时,程序始终在1级运行。
(3)2级中断服务程序。2级中断服务程序的主要工作是为插补准备好数据和状态,
(4)3级中断服务程序。对数控操作命令进行处理,包括选择CNC工作方式、选择显示形式等。
(5)4级中断服务程序。当磁泡寄存器与RAM缓冲器之间通过DMA方式传送给数据结束时,调用该子程序作结束处理。
(6)5级中断服务程序。5级中断主要工作是完成插补运算。
(7)6级中断服务程序。6级中断为硬件定时中断,每2ms产生一次中断请求。该级的主要工作是产生2级、3级的16ms软中断定时。
(8)7级中断服务程序。
(9)8级中断服务程序。该程序的主要工作是将零件程序由带卷盘的纸带阅读机送入到字符缓冲器中,如图3-64所示。
四、A—B公司的7360系统
美国Allen Bradley公司出品的7360CNC系统是用来控制车床的计算机数控系统,整个系统安装在一个独立的封闭机柜中,系统的核心是一台字长为16位的小型计算机(或称工业处理机),内存共32K。
1、7360系统硬件结构
7360系统是以16位字长的工业处理机AIP为核心,包括阅读机、CRT键盘、控制面板和机床接口的实时控制系统。。
图3—65为7360系统的硬件框图。
2、7360系统的软件
7360数控系统是一种典型的数字采样实时过程控制系统。各种控制功能都被当作任务,编制成为相对对立的程序模块,通过系统程序将各种功能联系成为一个整体。系统程序的功能是处理中断、调度和监督各种任务的实施,该系统的软件结构如图3—67所示。
7360的系统程序可分为背景程序(又称后台程序)和中断服务程序(又称前台程序)两部分。背景程序的主要作用是管理和调度,它的运行是循环的。实时中断服务程序执行包括插补在内的全部实时功能。
1)背景程序
背景程序是计算机的主程序,主要功能是根据(控制面板上的)开关命令所确定的系统工作方式,进行任务的调度。它由三个主要的程序环组成,以便为键盘、单段、自动和手动四种工作方式服务。
图3-67 7360系统的软件结构
2)中断服务程序
7360系统的实时过程控制是通过中断方式实现的。设置了5级中断,由计算机的硬件加以控制。
7360系统使用了扩展DDA的软件插补法。如前所述,这种方法采取时间分割,根据编程的进给速度,将轮廓曲线(或直线)分割为轮廓步长作为每一采样周期的进给量。扩展DDA直线和圆弧插补法只要求计算机进行加,减法及有限次数的乘法,没有函数计算,计算简便,速度较高,精度可达1 。 |