;;任务1计算机数控（CNC）装置的组成;任务1计算机数控（CNC）装置的组成;计算机数控（CNC）装置是面向机床数控而设计的专用计算机系统。它以计算机为核心，配有专用的I/O接口，利用软件处理数字信息，实现数字控制功能。与一般的硬件数控相比，CNC装置的数控功能是通过软件实现的，因此具有很好的灵活性和通用性。与一般微机相比，由于CNC装置是面向工业环境设计的，因而具有可靠性高、工作稳定和抗干扰能力强等特点。正是由于以上优点，CNC装置在实际生产中得到了广泛应用。;
1.物理结构
与一般的计算机系统一样，CNC装置也是由硬件和软件两大部分组成的。根据其安装形式、板卡布局等硬件物理结构的不同，CNC装置可以分为专用型数控系统和基于PC的数控系统两大类。
;专用型数控系统的硬件和软件都是针对数控机床的应用而专门设计的，其键盘布局、操作方法和安装形式等都比较特别，更便于现场操作和安装，可靠性和抗干扰能力也比较强。
在一台通用的微机上加装运动控制卡和I/O接口卡并运行CNC系统软件，即可构成基于PC的数控系统。与专用型数控系统相比，这种数控系统具有成本低，通用性强，软件功能开放，维修更换容易等优点，有良好的应用前景。;2.逻辑结构
根据CNC装置内部逻辑电路结构的不同，可将数控系统分为单CPU结构和多CPU结构两大类型。
1）单CPU结构
所谓单CPU结构，即采用一个CPU来集中控制，分时处理数控的各个任务。单CPU结构CNC装置的系统组成框图如图3-1所示。
;CNC装置工作时，在系统程序（存储在EPROM中）的控制下，从MDI/CRT接口或者串行通信接口输入零件加工程序并将其存储到RAM中，然后进行译码、插补等处理，插补结果通过位置控制接口输出，控制各坐标轴运动，并通过I/O接口输入/输出开关量信号，实现辅助动作的控制，并同步零件程序的执行。;2.逻辑结构
2）多CPU结构
所谓多CPU结构，即采用多个CPU来分别控制CNC装置的各个功能模块，以实现多个控制任务的并行处理和执行，从而大大提高整个系统的处理速度。
多CPU结构一般采用共享总线的互连方式。在这种互连方式中，根据具体情况将???统划分成多个功能模块，各模块通过系统总线相互连接。多CPU结构CNC装置的系统组成框图如图3-2所示;一、CNC装置的硬件结构;CNC装置的软件是为了完成CNC系统各项功能而设计和编制的专用软件，又称为系统软件（系统程序），其作用与计算机操作系统类似。在系统软件的作用下，CNC装置对输入的加工程序进行处理并发出相应的控制命令。系统软件包括管理软件和控制软件两大部分。系统管理软件包括输入/输出、诊断、显示等软件，系统控制软件包括译码、刀具补偿、速度处理、插补运算和位置控制等软件，
如图3-3所示。;CNC系统是一个多任务的实时控制系统。在许多情况下，CNC装置的多个功能模块必须同时运行，这是由具体的加工控制要求所决定的。CNC系统的管理软件和控制软件两部分经常是同时进行的。此外，在控制软件运行的过程中，其本省的一些处理模块也必须同时运行。CNC多任务并行处理关系如图3-4所示;实时性是指对信息的处理及响应必须在规定的时间内完成，即具有及时响应的能力。CNC系统是一种实时性要求很高的控制系统，尤其是插补和位置控制模块，必须快速给出计算机处理结果才能够保证零件加工过程的连续性。;基于上述原因，CNC系统必须采用多任务并行处理技术和实时中断处理技术，根据CNC系统软件中各模块之间的组织关系的不同，CNC也可以分为两种结构形式，即前后台型结构和多重中断型结构。
1.前后台型结构
在前后台型结构的CNC装置中，整个系统软件分为两大都分，即前台程序和后台程序。前台程序是一些实时中断服务程序，承担了几乎全部的实时功能，实现与机床动作直接相关的功能，如插补、位置控制、与机床相关的逻辑控制和监控功能等。;后台程序的主要功能是插补前的准备和管理调度，它一般是系统的主程序，其流程如图3-5所示。其中，键盘服务程序用作输入、编辑零件加工程序；手动操作服务程序用来处理坐标轴点动和回参考点；加工服务程序主要完成程序段的读入、译码、刀具补偿等插补前的准备工作，并启动插补中断。;前台程序是实现系统实时控制的核心，一般通过定时中断来启动。图3-6所示为插补和位置控制中断服务程序的流程图。;2.中断型结构
中断型结构的系统软件除了初始化程序之外，还将CNC的各个功能模块分别安排在不同级别的中断服务程序中，优先级别高的程序可以中断优先级别低的程序，系统软件本身就是一个大的多重中断系统。
;中断优先级的划