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三菱形磨床开放式数控软件开发研究

发布时间:2014-05-13 作者:刘伟 简毅 张建飞  来源:万方数据
关键字:数控软件 磨床 数控系统 
本文针对传统三菱形磨床数控系统专用化和不易扩展等缺点。提出一种基于“口C(工控机)+TRIO运动控制器”硬件平台的开方式数控系统软件设计方案。采用前后台型软件设计思想。开发管理层程序和控制层程序,并详细阐述控制层三菱形曲线插补模块、控制器多任务模块、内嵌式PLC模块软件设计的关键技术与实现方法。实践证明,所开发的数控系统在三菱形磨床上运行稳定可靠。在实际应用中具有重要意义。

  内嵌式PLC由4部分程序组成,通过循环扫描。检测每个控制点的离散状态信息,并将检测结果存入相应的VR变量中。然后对各个变量之间的逻辑关系进行运算,并将运算结果放入相应的变量中。通过循环扫描的线程程序将这些变量的值送入对应的输出点,实现对机床的逻辑控制。软件流程如图4所示。PLC各程序功能说明如下:

内嵌式PLC程序流程图
图4内嵌式PLC程序流程图 

  (1)PLC_PROTECT:实现机床硬件限位信号、报警信号、停止信号的检测。将该进程优先级设置为最高,及时处理报警情况,保证机床的安全性。

  (2)PLC_WORKMODE:循环检测机床的工作模式,实现机床模式切换。

  (3)PLC_Bu7rrON:循环检测机床控制面板上按钮信号。由于控制面板信号具有随机性,将这些信号单独处理,软件检测最大限度地保证响应的及时性。提高软PLC功能的灵敏度。

  (4)PLC—COMMON:处理其余的输入输出信号。

4 系统特点

  (1)多任务并行处理

  系统采用CPU分时共享和中断优先相结合的办法来解决多任务的同时运行。数控系统在加工过程中管理模块程序和控制模块程序同时进行,保证加工过程的连续性和响应的实时性。

  (2)实时中断处理

  系统软件采用前后台型两级结构设计。底层控制程序模块是一个中断服务程序,完成全部的实时功能,线程的优先级最高。上层管理程序是一个循环运行程序,与控制程序相互配合,共同完成零件加工任务。

  (3)内嵌式PLC功能

  系统采用编程方式实现内嵌式PLC功能。通过PLC程序的优化,大大缩短了每一次循环扫描的时间,提高了实时性和PLC的灵敏度。与传统PLC相比,内嵌式PLC程序扩展性好,功能灵活。

  (4)加工程序零编程功能

  针对三菱形曲线模型编程复杂的缺点,上层管理软件程序管理模块将程序编制参数化,用户通过人机界面仅需输人特定参数,系统将根据运动轨迹数学模型和智能工艺库,自动生成NC代码。操作简单,提高了编程效率高,并且保证了加工精度高。

5 结语

  本系统以通用工控机为基础,采用功能强大的Trio运动控制器实现三菱形磨床高速高精度运动控制。采用模块化程序设计思想、多线程技术和动态链接库(DLL)技术开发的数控软件兼具Windows操作系统的多任务特性和运动控制的实时性,比传统专用系统具有更好的开放性、可扩展性。实践证明,该数控系统软件在三菱形磨床上运行稳定可靠。  

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