美國A的課外物理知識
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美國A-B7360CNC軟件是一種典型的前后臺型軟件。其結(jié)構(gòu)框圖如圖所示。該圖的右側(cè)是實時中斷程序處理的任務(wù)，主要的可屏蔽中斷有10.24ms實時時鐘中斷、閱讀機(jī)中斷和鍵盤中斷。其中閱讀機(jī)中斷優(yōu)先級最高，10.24ms實時時鐘中斷優(yōu)先級次之，鍵盤中斷優(yōu)先級最低。閱讀機(jī)中斷僅在輸入零件程序時啟動了閱讀機(jī)后才發(fā)生，鍵盤中斷也僅在鍵盤方式下發(fā)生，而10.24ms中斷總是定時發(fā)生的。左側(cè)則是背景程序處理的任務(wù)。背景程序是一個循環(huán)執(zhí)行的主程序，而實時中斷程序按其優(yōu)先級隨時插入背景程序中。
當(dāng)A-B7360CNC控制系統(tǒng)接通電源或復(fù)位后，首先運行初始化程序，然后，設(shè)置系統(tǒng)有關(guān)的局部標(biāo)志和全局性標(biāo)志;設(shè)置機(jī)床參數(shù);預(yù)清機(jī)床邏輯I/O信號在RAM中的映象區(qū);設(shè)置中斷向量;并開放10.24ms實時時鐘中斷，最后進(jìn)入緊停狀態(tài)。此時，機(jī)床的`主軸和坐標(biāo)軸伺服系統(tǒng)的強(qiáng)電時斷開的，程序處于對緊停復(fù)位的等待循環(huán)中。由于10.24ms時鐘中斷定時發(fā)生，控制面板上的開關(guān)狀態(tài)隨時被掃描，并設(shè)置了相應(yīng)的標(biāo)志，以供主程序使用。一旦操作者按了緊停復(fù)位按鈕，接通機(jī)床強(qiáng)電時，程序下行，背景程序起動。首先進(jìn)入MCU總清(即清除零件程序緩沖區(qū)、鍵盤MDI緩沖區(qū)、暫存區(qū)、插補(bǔ)參數(shù)區(qū)等)，并使系統(tǒng)進(jìn)入約定的初始控制狀態(tài)(如G01、G90等)，接著根據(jù)面板上的方式進(jìn)行選擇，進(jìn)入相應(yīng)的方式服務(wù)環(huán)中。各服務(wù)環(huán)的出口又循環(huán)到方式選擇例程，一旦10.24ms時鐘中斷程序掃描到面板上的方式開關(guān)狀態(tài)發(fā)生了變化，背景程序便轉(zhuǎn)到新的方式服務(wù)環(huán)中。無論背景程序處于何種方式服務(wù)中，10.24ms的時鐘中斷總是定時發(fā)生的。
圖7360CNC軟件總框圖
在背景程序中，自動/單段是數(shù)控加工中的最主要的工作方式，在這種工作方式下的核心任務(wù)是進(jìn)行一個程序段的數(shù)據(jù)預(yù)處理，即插補(bǔ)預(yù)處理。即一個數(shù)據(jù)段經(jīng)過輸入譯碼、數(shù)據(jù)處理后，就進(jìn)入就緒狀態(tài)，等待插補(bǔ)運行。所以圖中段執(zhí)行程序的功能是將數(shù)據(jù)處理結(jié)果中的插補(bǔ)用信息傳送到插補(bǔ)緩沖器，并把系統(tǒng)工作寄存器中的輔助信息(S、M、T代碼)送到系統(tǒng)標(biāo)志單元，以供系統(tǒng)全局使用。在完成了這兩種傳送之后，背景程序設(shè)立一個數(shù)據(jù)段傳送結(jié)束標(biāo)志及一個開放插補(bǔ)標(biāo)志。在這兩個標(biāo)志建立之前，定時中斷程序盡管照常發(fā)生，但是不執(zhí)行插補(bǔ)及輔助信息處理等工作，僅執(zhí)行一些例行的掃描、監(jiān)控等功能。這兩個標(biāo)志的設(shè)置體現(xiàn)了背景程序?qū)崟r中斷程序的控制和管理。這兩個標(biāo)志建立后，實時中斷程序即開始執(zhí)行插補(bǔ)、伺服輸出、輔助功能處理，同時，背景程序開始輸入下一程序段，并進(jìn)行新一個數(shù)據(jù)段的預(yù)處理。在這里，系統(tǒng)設(shè)計者必須保證在任何情況下，在執(zhí)行當(dāng)前一個數(shù)據(jù)段的實時插補(bǔ)運行過程中必須將下一個數(shù)據(jù)段的預(yù)處理工作結(jié)束，以實現(xiàn)加工過程的連續(xù)性。這樣，在同一時間段內(nèi)，中斷程序正在進(jìn)行本段的插補(bǔ)和伺服輸出，而背景程序正在進(jìn)行下一段的數(shù)據(jù)處理。即在一個中斷周期內(nèi)，實時中斷開銷一部分時間，其余時間給背景程序。
一般情況下，下一段的數(shù)據(jù)處理及其結(jié)果傳送比本段插補(bǔ)運行的時間短，因此，在數(shù)據(jù)段執(zhí)行程序中有一個等待插補(bǔ)完成的循環(huán)，在等待過程中不斷進(jìn)行CRT顯示。由于在自動/單段工作方式中，有段后停的要求，所以在軟件中設(shè)置循環(huán)停請求。若整個零件程序結(jié)束，一般情況下要停機(jī)。若僅僅本段插補(bǔ)加工結(jié)束而整個零件程序未結(jié)束，則又開始新的循環(huán)。循環(huán)停處理程序是處理各種停止?fàn)顟B(tài)的，例如在單段工作方式時，每執(zhí)行完一個程序段時就設(shè)立循環(huán)停狀態(tài)，等待操作人員按循環(huán)啟動按鈕。如果系統(tǒng)一直處于正常的加工狀態(tài)，則跳過該處理程序。
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