基于工业PC和PLC技术的专用数控系统

　　由于在系统平台上,不采用汉字系统,而采用自行研制的内嵌字形显示支持构件,使得整个控制系统的研制都十分顺利,避免了一般汉字操作系统屏幕定时刷新对控制系统中断控制带来的干扰,在实时系统中采用这种方法效果是很好的。

　　整个控制软件的调试采用脱机调试,保证最大限度地用正确的软件进行联机调试,采用了模拟运行技术代替真实的硬件系统,使软件调试中可能带来的硬件损坏降低到最低限度。

　　2.1 软件的体系结构

　　系统的软件采用构件化、模块化的设计方法,包含字形显示软件构件、图形窗口管理软件构件、菜单管理软件构件、参数设置软件构件、产品数据管理软件构件、数据处理及变换软件、系统控制模块和产品加工控制模块。主控软件结构如图3 所示。

　　为了方便进行产品数据管理,专门设计了一个产品数据管理系统,通过该系统实现新产品数据库的建立,数据编辑、查询、修改和调整产品参数。产品数据管理软件模块单独运行。

　　2.2 图形窗口管理实现

　　整个人机界面是在弹出式图形窗口界面下工作。因此,系统专门设计了一个用于管理图形窗口的构件,并定义了相关对象。对于一个窗口,由于用于保存其显示缓存的存储空间可能很大,因此用一个单链表来存储一个窗口的存储,一个大的窗口被分为多个子窗口,每个子窗口存储在一个节点中。这样,保证每个子窗口大小在一个适当的尺寸。当一个窗口被释放,则将其占用的存储空间释放。

　　2.3 主控软件与加工控制模块的接口技术

　　对于双工作台4 个伺服电动机的驱动和加工控制,由一个专门用汇编语言设计的模块实现。该模块根据主控软件送来的一组控制数据进行控制。该模块根据这组数据进行插补运算并驱动电动机运动,实现铣齿操作。主控程序中的数据变换模块根据产品的齿形参数,将其转换为驱动电动机运动的一系列坐标参数。这些坐标参数以下述格式传送给驱动模块:(Δx1 ,Δy1 ) , (Δx2 ,Δy2 ) , (Δx3 ,Δy3 ) , ??, (Δx n ,Δyn) , (0 ,0) 。每个工作台有一组参数。这组参数中,已经根据设定的误差补偿参数(刀尖补偿、位置误差补偿等) 计算到参数中,因此, 加工控制模块不必再进行补偿处理,只须按照给定的数据进行控制。这组数据是按照电动机的步距进行计算的。其单位是2/ 400mm。为了使两个工作台独立进行误差补偿,分别设置了两个缓冲区,每个缓冲区对应一个工作台。这就使得每个工作台按自己的控制参数进行运转。保证了工件的加工精度。

3 结语

　　由于控制系统的适时性和可靠性要求很高,而且要求系统能长期稳定运行。而且不能让操作系统占用太多系统资源,因此该系统的软件是基于DOS 平台进行开发的。该系统已经投入生产运行,实践证明各项性能指标都达到了设计要求,目前已替代了进口设备,为生产企业带来良好的经济效益。非标准的智能化专用设备可以大大提高专业生产企业的自动化水平和生产效率,因此,很有必要研制各种支持这种系统的软件构件,通过这种可重用的软件构件,加快软件的研制进度,保证系统的稳定性和可靠性。