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數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

日期：2010年01月07　來源：沈陽第一機(jī)床廠　關(guān)鍵字：數(shù)控機(jī)床
    數(shù)控系統(tǒng)軟件是一系列能完成各種功能的程序的集合。數(shù)控機(jī)床程序采用模塊化設(shè)計(jì)方法，主要包括監(jiān)控模塊(包括系統(tǒng)初始化、命令處理循環(huán)、機(jī)床配件零件加工程序的輸入、零件加工程序的編輯修改、指令分析與執(zhí)行、系統(tǒng)自檢等)、插補(bǔ)計(jì)算模塊、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制模塊、誤差補(bǔ)償模塊等。
    (1)監(jiān)控模塊。系統(tǒng)初始化后即進(jìn)人命令處理程序，對(duì)于一般以單片機(jī)構(gòu)成的系統(tǒng)通常采用循環(huán)處理程序邏輯作為系統(tǒng)的主程序。在循環(huán)程序中，程序不斷掃描鍵盤及操作面板，對(duì)此操作進(jìn)行分析后即根據(jù)相應(yīng)的操作命令轉(zhuǎn)入相應(yīng)的程序模塊。
對(duì)于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)，零件加工程序通常是從鍵盤輸入機(jī)床配件。輸入的數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)處理程序?qū)⑤斎氲氖�進(jìn)制數(shù)與指令轉(zhuǎn)換成BCD碼存于規(guī)定的緩沖區(qū)，即源程序區(qū)。
    而編輯零件程序可看作一個(gè)鍵盤命令處理程序，和鍵盤輸入可合為一體，既用于從鍵盤輸入新的零件加工源程序，也可在編輯狀態(tài)下，數(shù)控機(jī)床對(duì)已輸入的零件加工程序中的命令、數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯和修改。
    數(shù)控系統(tǒng)要對(duì)輸入的指令進(jìn)行分析，并根據(jù)分析結(jié)果執(zhí)行相應(yīng)的操作。診斷程序用于檢測系統(tǒng)軟、硬件功能的正確性，找出系統(tǒng)故障的位置，并指出故障類型。
    (2)插補(bǔ)計(jì)算模塊。數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)工件加工程序中提供的數(shù)據(jù)，如曲線的種類、起點(diǎn)、終點(diǎn)等進(jìn)行運(yùn)算。根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，分別向各坐標(biāo)軸發(fā)出進(jìn)給•脈沖這個(gè)過程即為插補(bǔ)運(yùn)算。進(jìn)給脈沖通過伺服驅(qū)動(dòng)工機(jī)床配件作臺(tái)或刀具做相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，完成程序的加工任務(wù)。
    機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)是一邊進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算，一邊進(jìn)行加工，是一種典型的實(shí)時(shí)控制方式。所以，插補(bǔ)運(yùn)算的快慢直接影響機(jī)床的進(jìn)給速度，因此應(yīng)盡可能縮短運(yùn)算時(shí)間，數(shù)控機(jī)床這是編制插補(bǔ)運(yùn)算程序的關(guān)鍵。
    (3)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制模塊。控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)程序，不僅可用程序代替可變頻率脈沖源和環(huán)形分配器等配件，而且還很容易用程序?qū)崿F(xiàn)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)升降速控制等功能。
    (4)誤差補(bǔ)償模塊。機(jī)床配件經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的加工誤差是必然存在的，但只要對(duì)引起加工誤差的各個(gè)環(huán)節(jié)的定量關(guān)系清楚，就可以在編程中引入修正值，數(shù)控機(jī)床調(diào)整進(jìn)給脈沖，達(dá)到減少和消除部分誤差的作用，這就是誤差的軟件補(bǔ)償。
    (5)系統(tǒng)軟件的抗干擾設(shè)計(jì)。為防止工業(yè)現(xiàn)場的各種干擾引起程序“跑飛”，系統(tǒng)軟件在設(shè)計(jì)中必須采取相應(yīng)的措施。具體地說，有以下幾個(gè)方面：
    1)系統(tǒng)上電自診斷。系統(tǒng)冷啟動(dòng)時(shí)CPU、EPROM、RAM等自診斷確認(rèn)正常方可投入運(yùn)行。
    2)指令冗余。在輸入、輸出信號(hào)間隔一定時(shí)間重復(fù)進(jìn)行兩次，以跳過瞬間干擾引起的誤判或誤動(dòng)作。
    3)設(shè)置軟件陷阱。在很多情況下，程序跑飛后系統(tǒng)會(huì)進(jìn)入死循環(huán)而導(dǎo)致死機(jī)。這時(shí)，機(jī)床配件應(yīng)采取有效措施引導(dǎo)跑飛的程序盡快退出死循環(huán)并迅速復(fù)位。實(shí)踐證明，數(shù)控機(jī)床軟件陷阱技術(shù)能有效引導(dǎo)跑飛的程序盡快退出死循環(huán)并迅速復(fù)位。

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