面向绕线机的开放式数控系统

3 软件系统

　　3.1 数控系统软件

　　数控系统软件采用基于模块化设计的开放式框架结构，具有模块化组织结构，允许用户根据需要进行选配和集成、更改或扩展系统的功能，以便迅速适应不同的应用需求。

　　数控系统软件具有实时性、多任务性和并发处理的特点。针对这些特点，结合单微处理器结构的硬件，数控软件采用前后台型结构模式，来协调各任务的执行，确保时序配合要求和逻辑关系，以满足数控系统的各种控制要求。

　　前后台型结构模式的任务划分为：前台程序，强实时性任务，包括插补运算、运动控制和故障诊断等任务；后台程序，弱实时性任务，包括显示、按键响应、绕线程序的编辑和管理、绕线程序的解释、插补预处理、系统的输入和输出等。

　　前后台型结构模式的任务调度机制为：前台程序为中断服务程序，采用优先抢占调度机制；后台程序为循环运行程序，采用顺序调度机制；在运行中，后台程序不断定时被前台终端程序所打断。前后台型结构模式的信息交换是通过数据缓冲区来实现。

　　系统通过精确的2 ms中断来定期处理运动驱动，配合高速高精的运动驱动硬件模块，采用闭环控制模式，通过实时计算实现高速高精的多轴联动插补控制。系统的驱动脉冲最高速率和驱动解析度，可满足各种绕线机对高速绕线排线联动的需求。系统提供独有的绕线指令，可以通过NC编程来实现绕线控制。

　　3.2 基于Windows的绕线机系统开发工具

　　基于Windows的绕线机系统开发工具，实现简单、高效和快捷的应用开发。该组件包括PLC编辑器、人机界面编辑器和联机调试工具。

　　a．PLC编辑器。编辑、编译和仿真梯形图，传输PLC到数控硬体中。PLC编辑器用来设计机床I／O接口和CNC接口讯号的逻辑，实现对机床动作控制。

　　b．屏幕编辑器。编辑、编译和预览屏幕设计，传输屏幕到数控硬体中。屏幕编辑器可以按照用户的习惯喜好来定制数控系统的操作界面，使操作更方便、更人性化。

　　c．联机软件。上传／下载NC程序和参数；联机软件在用户PC和数控系统之间搭建了一座互通信息的桥梁，使用户方便地监测、更改数控系统的状态。

　　可以通过NC编程、PLC编程、屏幕编程和参数设置来实现对数控系统的重新规划，满足新的功能需求。

　　3.3 面向应用的绕线机操作软件

　　在数控系统软件和开发工具的基础上，针对各种绕线机的不同工艺特点和操作习惯，开发不同的绕线机操作软件，提供个性化的操作界面，让操作者易学易懂易用，使绕线机控制在应用上具有亲和力。结合绕线机的工艺特点，从复杂、无规律的绕线生产中抽象总结出规律，形成绕线基本动作库。使用独有的绕线指令和绕线基本动作库，在操作界面中采用填表输入的方式，使复杂且专业的绕线工艺设计变成简单的表格填充，既直观简单，又可以剔出错误输入。同时，系统还提供教导输入，可以将当前位置坐标直接设置到当前行参数中，确保输入准确简便。

4 结束语

　　随着数控技术的日益成熟，利用先进的数控技术对传统专用机械进行改造已成为一种必然，面向绕线机的开放式数控系统的开发具有重要的意义：先进的数控技术克服了传统绕线机控制精度低、速度低和产品质量差等缺点，能够实现高速高精的绕线控制，填补我国在中高档绕线机生产技术空白；开放式的控制平台为绕线机开发者提供了一个快速设计绕线设备的平台，将改变传统绕线机开发过程中设备与控制器一对一的开发模式，实现开发过程的模块化，提高设计效率和设计质量。