干数控这么多年，现在才知道CNC硬件是基础、软件是灵魂的意义

青华模具周文

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嗨，大家好，今天给大家分享一下计算机数控装置的软件结构，下图中这是广数9807TDB的数控系统面板，面板区域包括：LCD显示、机床面板、编辑键盘、显示菜单按键、软功能键等，这些按键操作不同页面的显示，实际上包括了数控装置的基本软件功能，比如人机交互、零件加工程序编辑、参数管理、诊断等。

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数控装置的软件主要分为两大类：管理软件和控制软件，管理软件包括零件程序的管理和编辑，人机交互操作、参数管理通讯功能。

控制软件就包括：译码、刀补操作、速度处理、插补运算、位置控制、开关量控制、主轴控制、系统诊断。

管理软件部分的作用是：首先是零件程序管理模块，里面程序是作为文件存储在数控系统中在文件检索页面，显示所有的文件名称以及相关信息，我们能够对文件进行删除、复制、备份操作，也能够打开和关闭文件，还可以通过通讯接口在数控系统和外部设备之间进行离线程序的传输，

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零件程序编辑模块的作用是：每个文件能够进行基本的文本编辑，数控系统能够对选择的文件进行程序检查，此外可以通过编程键盘输入单个的程序段，也就是nds多种方式，执行简单的数控实训，程序在数控系统中还可以进行轨迹模拟显示刀具运动的路径参数。

管理模块的作用是：进行零件程序以外的数据管理，主要包括机床参数、刀补数据、宏数据以及系统参数等。

人机交互模块是指微机控制系统基本的功能模块，简称为HMI,是操作人员和控制装置之间方向沟通的桥梁,用户通过按键输入,可以进行零件程序编辑,参数修改、数控机床的操控，同时可以显示实时反馈程序信息数控机床的运行状态、通讯功能包括了数控装饰各种数据接口通讯协议的实现。

下面结合数控系统自动加工的过程，来介绍一下控制软件，对数控加工来说，当用户输入零件程序、刀补数据、控制参数等信息后，数控装置通过程序段的译码，相关加工数据的刀具补偿速度处理，在通过x5计算位置控制实现自动加工，整个加工过程包括了控制软件的相关，模块此外控制软件还包括开关量控制、诊断模块。

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多任务性是指：数控加工过程中对执行有严格的时间要求（任务必须规定时间内完成或响应），否则将导致执行结果错误或者系统故障的特性，数控功能软件分为实时性与弱实时性，实时性是任务执行有严格时间是要求，否则将导致执行结果错误或系统故障的特性，弱实时性任务，是要求相对较弱，只要保证某一段时间是内运行即可，其优先级可以设置低一些。

数控系统的另个特点是并行处理，并行处理就是指点系统在同一时刻隔或同一时刻内完成多个任务的处理面，而单一资源cpu的系统，也就是单一资源的系统，他的并行处理是通过分时共享来实现的，也就是说在规定的时间长度内，根据各个任务实时性的要求，规定他们占用cpu的时间，使他们分时共享系统的资源，这个规定的时间长度就叫做时间片。

资源分时共享的特征表现为：在任何一个时刻只有一个任务占有CPU，在一个时间片内，cpu并行地执行了两个或两个以上的任务，这种背景处理只具有宏观上的意义，从微观上来说各个任务还是逐一执行的另，外对于多cpu的系统，也就是多资源的系统来说变形处理是通过并发处理和流水处理来实现的。

如果任务间的关联程度不高，都可以让其分别在不同的cpu上，同时执行称之为并发处理，若任务间的关联程度较高，也就是一个任务的输出是另个任务的输入，则可采取流水处理的方法来实现并行处理。

并发处理和流水处理的特征表现为：除了流水处理开始和结束外他任何时刻均为多个以上的任务并发执行，这种变形处理的关键是时间重叠，也就是以资源重叠的代价换得时间上的重叠。

数控系统软件结构，是指具有实时任务的系统，可采用前后台程序结构、中断结构、基于实时操作系统的软件结构。

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首先介绍前后台型结构，前台程序是个强势实现任务，它实际上是一个实时中断服务程序，主要包括插入运算和位置控制等，后台程序就是背景程序完成落实实现任务，它是一个循环运行的程序，运行过程中不断的定时被前台中断程序所打断，这些任务包括显示，输入输出、译码、刀补处理、速度处理等。

中断型结构：除了初始化程序之外、整个系统软件的各个任务模块，分别安排在不同级别的中断服务程序中，有中断管理系统对各级中断服务程序来实施调度管理。

最后我们介绍一下基于实时操作系统的结构，实时操作系统是具有实时性，且能支持实时控制系统工作的操作系统，当多个事件发生时，系统按优先级高低确定哪个程序占用cpu，以保证优先级的事件先运行，从而实现实时信息即使被采集，驱动系统软件完全可以在实时操作系统的基础上进行。

为了满足数控系统时使用的要求，系统的调度机制必须能够根据外界的实时信息以足够快的速度进行任务调度，优先抢占调度机制，就是能满足上述要求的调度技术，它是一种基于实时中断技术的任务调度机制，抢占式是调度算法，确保最高优先级的任务一旦就绪，立即得到cpu的控制权，这些高优先级的任务是让系统采用优先抢占调度机制，能够在系统规定的时间内进行数控任务的调度，目前这种基于实时操作系统的软件结构开发模式，在数控系统生产厂家得到了广泛的应用。

青华成立于2004年，是一家专业的模具技术服务公司，自成立以来始终致力于为国内模具企业、技术院校及个人提供优质、专业的产品研发、技术培训、技术支援、网络媒体等服务。学院开设有ug产品设计、PRO﹨E产品设计、ug模具设计、UG数控编程、五金模具设计、PowerMill编程等热门专业技术课程。学院以完善的培训体系、雄厚的师资力量、卓越的培训效果被业界公认为国内较好、较专业的模具技术培训。每位在校学员每人配备一台专属液晶显示电脑；每个专业都有独立的多媒体教室上课，全日制教学，完全不需要排队上课；配有宽敞的学员上机练习大厅；拥有独立的加工中心。

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4、采用阶段性测试，充分了解学员的学习状况。

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