導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇數(shù)控系統(tǒng)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞：電磁干擾；抗干擾；設(shè)計(jì)優(yōu)化

數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求系統(tǒng)動(dòng)作準(zhǔn)確無(wú)誤，每個(gè)控制動(dòng)作都要達(dá)到它想要的目的。造成數(shù)控系統(tǒng)工作不正常的原因除了系統(tǒng)故障外大部分是受到外界電磁干擾。

電磁干擾源可以分為兩大類(lèi)：自然干擾源與和人為干擾源。自然干擾源主要來(lái)源于大氣層的天電噪聲、地球外層空間的宇宙噪聲。人為干擾源是人工裝置工作過(guò)程中產(chǎn)生的電磁能量干擾，其中一部分是專(zhuān)門(mén)用來(lái)發(fā)射電磁能量的裝置，如廣播、電視、通信、雷達(dá)和導(dǎo)航等無(wú)線電設(shè)備，稱(chēng)為有意發(fā)射干擾源。另一部分是在完成自身功能的同時(shí)附帶產(chǎn)生電磁能量的發(fā)射，如電火花線切割機(jī)床，電動(dòng)機(jī)械、家用電器以及工業(yè)、醫(yī)用射頻設(shè)備等等。因此這部分又成為無(wú)意發(fā)射干擾源。

1.本文只針對(duì)人為干擾源中的無(wú)意發(fā)射干擾源的抗干擾措施進(jìn)行一些探討。

常見(jiàn)的抗干擾措施一般有以下幾種：

1.1.利用接地技術(shù)消除電磁干擾

要確保數(shù)控系統(tǒng)中的所有設(shè)備接地良好，需要根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)工作電流按照相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)選用符合要求線徑的接地線（黃綠線）連接到電源進(jìn)線接地點(diǎn)（PE）的接地母排上。接地線（黃綠線）應(yīng)該盡可能的短以保證接地電阻值符合相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。尤其要注意包括變頻器、開(kāi)關(guān)電源，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器等工作時(shí)有高頻開(kāi)關(guān)脈沖以及變壓器、供電設(shè)備等產(chǎn)生工頻干擾的設(shè)備的可靠接地。

1.2.使用濾波電路降低干擾

數(shù)控系統(tǒng)電源增加濾波線路措施可以有：數(shù)控系統(tǒng)電源的交流輸入線路中串接一電抗器，它可以降低諧波成分，增加電源阻抗，并幫助吸收附近設(shè)備投入工作時(shí)產(chǎn)生的浪涌電壓和主電源的尖峰電壓，確保電源不受電網(wǎng)供電電壓波動(dòng)影響；數(shù)控系統(tǒng)電源的直流輸出線路中使用低通濾波器，采用低通濾波器后可以有效濾除高頻干擾產(chǎn)生的毛刺脈沖，穩(wěn)定的直流輸出電壓可以確保數(shù)控系統(tǒng)電路的工作可靠。

1.3.優(yōu)化印制板布局設(shè)計(jì)

優(yōu)化印制板布局設(shè)計(jì)主要要考慮印制板上元器件的布局、元器件連接銅皮的走向布局、濾波電容的位置布局和不同類(lèi)型電路的位置布局。一般來(lái)說(shuō)印制板布局設(shè)計(jì)要做到以下幾點(diǎn)：

1.3.1.器件之間的傳輸連接線盡可能短；

1.3.2.走強(qiáng)電信號(hào)的元器件和走弱電信號(hào)的元器件盡可能放置在不同區(qū)域；

1.3.3.模擬電路和數(shù)字電路應(yīng)盡可能分區(qū)域放置；

1.3.4.電源濾波電容應(yīng)靠近用電器件。

1.3.5.地線的設(shè)計(jì)應(yīng)做到小電流向大電流會(huì)聚，如果構(gòu)成了回路，應(yīng)盡可能縮小回路面積；

1.4.優(yōu)化弱電信號(hào)線路設(shè)計(jì)

在數(shù)控系統(tǒng)中控制信號(hào)通常是弱電信號(hào)，供電電壓一般是5V-24V，電流也是mA級(jí)的，這樣的信號(hào)很容易被外界的強(qiáng)干擾（如電火花線切割機(jī)床大電流放電時(shí)產(chǎn)生的高頻脈沖干擾）影響，造成數(shù)控系統(tǒng)誤動(dòng)作或者不動(dòng)作。針對(duì)這些干擾在電路設(shè)計(jì)上采取一些補(bǔ)救措施就成為設(shè)計(jì)中必須考慮的問(wèn)題。

1.5.利用屏蔽技術(shù)減少電磁干擾

如果數(shù)控系統(tǒng)抗干擾措施不力會(huì)出現(xiàn)下列現(xiàn)象：看到液晶顯示屏幕上出現(xiàn)很多白色斑點(diǎn)，有時(shí)候斑點(diǎn)多到讓用戶(hù)無(wú)法忍受；屏幕上出現(xiàn)一些誤報(bào)信息；鍵盤(pán)或者觸摸屏按下沒(méi)有反應(yīng)；主控計(jì)算機(jī)死機(jī)或者自動(dòng)重新啟動(dòng)等等。

出現(xiàn)上述現(xiàn)象的原因是：數(shù)控系統(tǒng)附近存在一個(gè)強(qiáng)電磁場(chǎng)，強(qiáng)電磁場(chǎng)的輻射使得在數(shù)控系統(tǒng)工作環(huán)境充滿(mǎn)電磁干擾噪聲，數(shù)控系統(tǒng)的控制電路在這樣的環(huán)境里會(huì)耦合電磁波，干擾系統(tǒng)的正常工作；數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部導(dǎo)線也暴露在這個(gè)電磁場(chǎng)里，感應(yīng)電磁干擾噪聲，感應(yīng)噪聲經(jīng)過(guò)導(dǎo)線傳遞到電路的其余部分從而破壞電路的正常工作；另外由于部分強(qiáng)電流信號(hào)線路和弱電流信號(hào)線路共用一個(gè)地線，通過(guò)公共負(fù)載電磁干擾也被耦合到弱電流信號(hào)線路中，對(duì)于弱電流信號(hào)這樣的耦合會(huì)改變信號(hào)電平，引發(fā)錯(cuò)誤信號(hào)，造成系統(tǒng)出錯(cuò)，甚至系統(tǒng)直接崩潰。

要解決這些問(wèn)題除了前文提到的一些措施外還可以利用屏蔽技術(shù)減少電磁干擾。

1.6.數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部連線的處理

數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部連線有時(shí)候會(huì)很長(zhǎng)，容易受到干擾，為提高控制信號(hào)在傳輸過(guò)程中的抗干擾能力可以采取以下一些措施：

1.6.1.傳輸電纜上套磁環(huán)

傳輸電纜上套磁環(huán)有兩種方式：一種是選一磁環(huán)內(nèi)徑略大于電纜外徑的磁環(huán)，將磁環(huán)直接套在電纜上后再做電纜和連接件的連接；另一種是選用磁環(huán)內(nèi)徑足夠大的磁環(huán)，將電纜做8字繞法，穿過(guò)磁環(huán)后再做電纜和連接件的連接。兩種方式中8字繞法抗干擾效果更好一些。不同磁環(huán)材料的性能有所差異，因此根據(jù)需要磁環(huán)工作頻率選擇不同的材料。普通磁環(huán)材料有鎳鋅鐵氧體或錳鋅鐵氧體，它們的差異主要在磁導(dǎo)率：錳鋅鐵氧體的磁導(dǎo)率在幾千到上萬(wàn)，鎳鋅鐵氧體在幾百到上千。鐵氧體的磁導(dǎo)率越高，其低頻時(shí)的阻抗越大，高頻時(shí)的阻抗越小。所以，在抑制高頻干擾時(shí)，宜選用鎳鋅鐵氧體；反之則用錳鋅鐵氧體?；蛟谕皇娎|上同時(shí)套上錳鋅和鎳鋅鐵氧體，這樣可以抑制的干擾頻段較寬。

1.6.2.供電電纜和控制信號(hào)電纜分開(kāi)走線，并且要有保持一定距離。如果可能經(jīng)不同的金屬走線槽走線來(lái)保證隔離效果。

1.7.軟件抗干擾

高頻干擾通常是脈寬不寬的隨機(jī)脈沖，利用這個(gè)特點(diǎn)數(shù)控系統(tǒng)可以在控制軟件中進(jìn)行一些處理。具體地說(shuō)就是對(duì)于控制系統(tǒng)發(fā)出的輸出信號(hào)如果是維持一種狀態(tài)的信號(hào)可以隔一段時(shí)間就重復(fù)發(fā)一次信號(hào)，確保狀態(tài)信號(hào)不會(huì)因?yàn)槭芨蓴_而改變；如果發(fā)出輸出信號(hào)僅僅是實(shí)現(xiàn)一個(gè)動(dòng)作，那么為保證實(shí)現(xiàn)這個(gè)動(dòng)作可以連續(xù)發(fā)幾個(gè)相同信號(hào)來(lái)避免輸出信號(hào)擾信號(hào)掩蓋；控制系統(tǒng)對(duì)輸入信號(hào)的處理可以連續(xù)讀輸入端口的數(shù)據(jù)幾次確保讀入的數(shù)據(jù)正確。

2.結(jié)束語(yǔ)

在工業(yè)高度發(fā)展的今天，各種電氣設(shè)備的使用已是普遍現(xiàn)象，其中不少設(shè)備會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的電磁干擾，造成數(shù)控系統(tǒng)不受干擾幾乎是不可能的，因此如何設(shè)計(jì)數(shù)控系統(tǒng)來(lái)保證數(shù)控功能可靠穩(wěn)定的實(shí)現(xiàn)需要認(rèn)真考慮。抗干擾措施多種多樣，前文提到的那些措施也不是很完全，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)不同數(shù)控系統(tǒng)具體的工作方式、工作環(huán)境采用適合的抗干擾措施。

參考文獻(xiàn)：

[1] 鄭曉峰. 《數(shù)控原理與系統(tǒng)》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社

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關(guān)鍵詞：開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)；數(shù)控車(chē)床；上位機(jī)；下位機(jī)；現(xiàn)代制造業(yè)

中圖分類(lèi)號(hào)：TG519 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）08-0032-02

1 概述

數(shù)控車(chē)床是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)的主要組成部分，也是制造高精度、高質(zhì)量、形狀復(fù)雜的機(jī)械產(chǎn)品的必備設(shè)備。但是令人遺憾的是，傳統(tǒng)數(shù)控車(chē)床系統(tǒng)隨著現(xiàn)代制造業(yè)的快速發(fā)展，人機(jī)界面不靈活、功能不易擴(kuò)展、兼容性差、系統(tǒng)封閉等問(wèn)題日益凸現(xiàn)出來(lái)，尤其是封閉性問(wèn)題大大阻礙了數(shù)控車(chē)床系統(tǒng)中采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，使得數(shù)控車(chē)床技術(shù)的發(fā)展受到了嚴(yán)重的阻礙。而在這種情況下，開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的出現(xiàn)有效地解決了數(shù)控車(chē)床升級(jí)改造的問(wèn)題，有效地解決了框架結(jié)構(gòu)固定、控制系統(tǒng)專(zhuān)一與市場(chǎng)需求變化頻繁之間的問(wèn)題，也增強(qiáng)了控制系統(tǒng)的適應(yīng)性和柔性，本文就開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)在數(shù)控車(chē)床改造中的應(yīng)用進(jìn)行探討。

2 開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)

開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)最大的特點(diǎn)就是“開(kāi)放”，能夠根據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)的要求來(lái)升級(jí)控制系統(tǒng)的相應(yīng)軟件或者硬件，同時(shí)將二者完全分開(kāi)，構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)化的制造環(huán)境，軟件平臺(tái)和定義接口都可以由用戶(hù)自行定義，面向軟件配置數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，在開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)中不斷地集成各種功能，按照加工過(guò)程的要求來(lái)提高數(shù)控車(chē)床的性能，并且還能夠?qū)刂葡到y(tǒng)的功能進(jìn)行添加、刪除、修改，用戶(hù)還可以結(jié)合自己的實(shí)際需要來(lái)不斷地增加新的控制功能。這樣一來(lái)，開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)在數(shù)控車(chē)床改造中的應(yīng)用，對(duì)于用戶(hù)和機(jī)床制造商都是極為有利的，這也是機(jī)床控制技術(shù)的發(fā)展方向。開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)主要具有五大特點(diǎn)，分別是適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)操作方式、平臺(tái)無(wú)關(guān)性、模塊化、可再次開(kāi)發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)化。

2.1 適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)操作方式

開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)會(huì)考慮到工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展速率，信息交換的過(guò)程中通過(guò)通信來(lái)實(shí)現(xiàn)各相對(duì)獨(dú)立的功能模塊，以便有效地達(dá)到滿(mǎn)足實(shí)時(shí)控制需要的要求。

2.2 平臺(tái)無(wú)關(guān)性

開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中能夠?qū)崿F(xiàn)各模塊相互之間獨(dú)立、無(wú)關(guān)聯(lián)的效果，也能夠有效地明確各模塊接口協(xié)議，最終用戶(hù)、機(jī)床廠、系統(tǒng)廠都能夠根據(jù)自己生產(chǎn)的需要和市場(chǎng)的需要來(lái)開(kāi)發(fā)出個(gè)性的模塊。

2.3 模塊化

開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的構(gòu)造是透明的和可移植的，采用分布式控制原則，具有模塊化的特征。控制結(jié)構(gòu)采用模塊分級(jí)式、子系統(tǒng)式、系統(tǒng)式。

2.4 可再次開(kāi)發(fā)

開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)允許用戶(hù)在進(jìn)行數(shù)控車(chē)床改造的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)第二次開(kāi)發(fā)，根據(jù)自己生產(chǎn)的需要和市場(chǎng)的需要來(lái)編輯、重構(gòu)一個(gè)系統(tǒng)多種用途的作用。

2.5 標(biāo)準(zhǔn)化

開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的“開(kāi)放”不是毫無(wú)約束的開(kāi)放，而是在一定條件下，一定約束規(guī)范的開(kāi)發(fā)，因此，各類(lèi)機(jī)床控制器的研發(fā)過(guò)程中應(yīng)該用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行約束。

3 開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用――以T560_T開(kāi)放式車(chē)床數(shù)控系統(tǒng)為例

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中圖分類(lèi)號(hào)：TP27文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791(2012)04(A)-0000-00

可以說(shuō)在當(dāng)今全世界的機(jī)床制造業(yè)中，數(shù)控系統(tǒng)起著舉足輕重的作用。作為高尖端技術(shù)之一的數(shù)控系統(tǒng)集機(jī)械制造、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)、測(cè)量以及電氣傳動(dòng)等技術(shù)于一身，各方面功能均十分強(qiáng)大。通過(guò)筆者對(duì)當(dāng)前數(shù)控系統(tǒng)市場(chǎng)的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，一些中高檔的數(shù)控系統(tǒng)基本采用的都是以PC機(jī)為控制平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制的。雖然這種控制方式具有性能優(yōu)良、功能齊全、響應(yīng)速度快等特點(diǎn)，但其價(jià)格卻相對(duì)比較昂貴。對(duì)于生產(chǎn)企業(yè)來(lái)講，需要的是一種既能滿(mǎn)足生產(chǎn)需求，價(jià)格又相對(duì)低廉的數(shù)控系統(tǒng)。為此，本文將單片機(jī)測(cè)控技術(shù)應(yīng)用到數(shù)控系統(tǒng)當(dāng)中，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)這一需求。

1 基于單片機(jī)的數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

基于單片機(jī)的數(shù)控系統(tǒng)，能夠根據(jù)用戶(hù)的實(shí)際需求以及CPU種類(lèi)的不同實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品細(xì)分，并以此使設(shè)計(jì)出來(lái)數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品具有系列化的特征。通過(guò)對(duì)市場(chǎng)的調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，人們對(duì)數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品的需求大致可分為以下兩類(lèi)：

1.1 單片機(jī)加實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)

以這種形式構(gòu)成的數(shù)控系統(tǒng)主要都是一些中高端的系統(tǒng)，它們的功能相對(duì)來(lái)講比較豐富，可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信息共享，而且還可以進(jìn)行閉環(huán)控制，精確度相當(dāng)高。其中操作系統(tǒng)是確保任務(wù)實(shí)時(shí)性的關(guān)鍵。在此類(lèi)數(shù)控系統(tǒng)當(dāng)中，使用較多的單片機(jī)為ARM系列等，實(shí)時(shí)系統(tǒng)則為Windows、RT-Linux等。這種類(lèi)型的數(shù)控系統(tǒng)常被用于對(duì)精度要求較高或是聯(lián)動(dòng)數(shù)目在四軸以上的數(shù)控機(jī)床當(dāng)中。

1.2 單片機(jī)加控制模塊

在此類(lèi)組成結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)當(dāng)中，由于采用的是控制模塊，而不是實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，所以各個(gè)任務(wù)的實(shí)時(shí)性均是由系統(tǒng)中的控制軟件以及處理器的中斷等予以保證的。此類(lèi)系統(tǒng)應(yīng)用的單片機(jī)主要以高性能的CPU為主，這樣能夠有效地確保系統(tǒng)的運(yùn)算速度符合插補(bǔ)和管理等功能的需要。這種系統(tǒng)通常僅能滿(mǎn)足三軸聯(lián)動(dòng)和四軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床的需求。

通過(guò)上述分析不難看出，研發(fā)不同等級(jí)的數(shù)控系統(tǒng)，只需要根據(jù)用戶(hù)的實(shí)際需求，采用的不同平臺(tái)，然后在平臺(tái)中對(duì)系統(tǒng)的主要功能略作改進(jìn)，便能夠開(kāi)發(fā)出滿(mǎn)足用戶(hù)需要的數(shù)控系統(tǒng)。這在一定程度上避免了基于單片機(jī)的數(shù)控系統(tǒng)研發(fā)的缺點(diǎn)，有效地減少了重復(fù)性工作，從而使整個(gè)研發(fā)周期相應(yīng)地縮短很多。若是將數(shù)控系統(tǒng)中的主要技術(shù)模塊進(jìn)行總結(jié)和提煉，便可以組成一個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)，在此基礎(chǔ)上對(duì)相應(yīng)的功能進(jìn)行適當(dāng)?shù)貏h減或增添，便可以完成系統(tǒng)的研發(fā)。這就是基于單片機(jī)的數(shù)控系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)思路。

2 基于單片機(jī)測(cè)控的數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

任何一種數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵均在于其軟件及硬件的設(shè)計(jì)，應(yīng)用單片機(jī)測(cè)控技術(shù)的數(shù)控系統(tǒng)也不例外，下面簡(jiǎn)要介紹一下軟件及硬件在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中需要遵循的主要原則：

2.1 規(guī)范化原則

一個(gè)數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研發(fā)，最忌諱的就是重復(fù)開(kāi)發(fā)，這樣不僅會(huì)浪費(fèi)大量的時(shí)間，而且也會(huì)浪費(fèi)大量的資源，所以在進(jìn)行軟件及硬件設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須有一個(gè)規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)，以此來(lái)規(guī)范系統(tǒng)的通訊協(xié)議以及軟硬件界面，可以使設(shè)備生產(chǎn)商和控制器制造商均能在相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)下進(jìn)行研發(fā)和生產(chǎn)，以此來(lái)杜絕重復(fù)性開(kāi)發(fā)的情況發(fā)生，減少資源的浪費(fèi)。為此，在進(jìn)行系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)時(shí)，必須遵循規(guī)范化原則。

2.2 系列化、標(biāo)準(zhǔn)化原則

在系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)以系列化和標(biāo)準(zhǔn)化的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣有利于提高系統(tǒng)整體的實(shí)時(shí)性和可靠性。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)通訊方式、CPU結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)及輔助控制等的模塊化處理，根據(jù)實(shí)際功能的不同制成所需的模塊，借此來(lái)實(shí)現(xiàn)系列化和標(biāo)準(zhǔn)化，同時(shí)模塊與模塊之間還可通過(guò)預(yù)先定義好的標(biāo)準(zhǔn)化接口實(shí)現(xiàn)通訊。

2.3 開(kāi)放性原則

在進(jìn)行系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)時(shí)，為有效地降低系統(tǒng)軟件對(duì)硬件的依賴(lài)性，應(yīng)使軟件平立于系統(tǒng)硬件之外，并且也要將軟件設(shè)計(jì)成為模塊化，這樣有利于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)軟件的開(kāi)放性。對(duì)于整個(gè)數(shù)控系統(tǒng)而言，設(shè)計(jì)一個(gè)獨(dú)立的軟件平臺(tái)是較為重要的。由于書(shū)庫(kù)系統(tǒng)本身都具有多任務(wù)性和實(shí)時(shí)性，所以軟件平臺(tái)的構(gòu)建也應(yīng)以此為前提，同時(shí)軟件平臺(tái)的基本功能還應(yīng)實(shí)現(xiàn)典型化和模塊化，從而使每個(gè)功能模塊之間均能實(shí)現(xiàn)相互獨(dú)立和統(tǒng)一調(diào)度。這樣的軟件設(shè)計(jì)可以適應(yīng)不同的硬件系統(tǒng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了軟件的開(kāi)放性和獨(dú)立性。

3 單片機(jī)測(cè)控技術(shù)在數(shù)控系統(tǒng)中的具體應(yīng)用及實(shí)現(xiàn)

基于以上的設(shè)計(jì)思路及設(shè)計(jì)原則，下面筆者以一種數(shù)控鉆銑床為例，對(duì)單片機(jī)測(cè)控技術(shù)的應(yīng)用及實(shí)現(xiàn)進(jìn)行分析。

3.1 數(shù)控鉆銑床的基本功能及具體控制方案

由于該數(shù)控機(jī)床是鉆、銑相結(jié)合的一類(lèi)機(jī)床，為此先簡(jiǎn)要介紹一下該數(shù)控機(jī)床的加工順序：首先，工作臺(tái)就位，然后鉆頭鉆進(jìn)，鉆孔后鉆頭快退，移至下一位置繼續(xù)重復(fù)上述動(dòng)作，直至全部鉆孔完畢為止后，工作臺(tái)恢復(fù)原位。銑削的加工順序基本與之相同。因本系統(tǒng)屬于鉆、銑一體的機(jī)床，故此在其各方面參數(shù)均滿(mǎn)足實(shí)際加工要求的前提下，決定采用連續(xù)控制系統(tǒng)對(duì)其加工進(jìn)行控制，具體控制方案為采用單片機(jī)控制的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)對(duì)系統(tǒng)工作臺(tái)進(jìn)行開(kāi)環(huán)控制。當(dāng)進(jìn)給指令由單片機(jī)系統(tǒng)發(fā)出后，經(jīng)過(guò)功率放大后對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，然后經(jīng)由齒輪減速器帶動(dòng)絲杠進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，直線位移的完成主要依靠絲杠螺母的轉(zhuǎn)換，具體移動(dòng)速度及位移量的大小由輸入脈沖數(shù)及脈沖頻率決定。

3.2 單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的主要功能

該數(shù)控系統(tǒng)中，單片機(jī)采用的是集中控制方式，對(duì)于系統(tǒng)中的各項(xiàng)任務(wù)采取的是分時(shí)處理進(jìn)行的，如插補(bǔ)運(yùn)算、CRT顯示、輸入輸出控制以及存儲(chǔ)等等。測(cè)控系統(tǒng)的主要功能如下：其一，初始化處理。主要是對(duì)I/O接口、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)頻率定時(shí)器以及中斷等進(jìn)行初始化；其二，復(fù)位功能。機(jī)床開(kāi)機(jī)工作時(shí)工作臺(tái)應(yīng)自行恢復(fù)至初始加工位置，如有需要也可盡心手動(dòng)復(fù)位；其三，監(jiān)視功能。具體是對(duì)開(kāi)關(guān)、鍵盤(pán)以及按鍵等進(jìn)行監(jiān)視，如監(jiān)視行程開(kāi)關(guān)、急停按鍵等；其四，加工數(shù)據(jù)的輸出和顯示功能；其五，超程控制機(jī)報(bào)警功能。當(dāng)工作臺(tái)在進(jìn)行實(shí)際加工過(guò)程中，若超出規(guī)定的位置則立即停止工作，并相應(yīng)的做出報(bào)警顯示；其六，控制方式選擇功能。主要包括手動(dòng)和自動(dòng)兩種控制方式，有特殊要求時(shí)可進(jìn)行控制方式切換。

3.3 測(cè)控功能的實(shí)現(xiàn)

（1）硬件設(shè)計(jì)。按照該數(shù)控機(jī)床工作臺(tái)的實(shí)際測(cè)控要求，決定采用STC12C5A62S2系列單片機(jī)作為主控制器，并行設(shè)置44個(gè)I/O控制接口和雙UART串口，電路為MAX810專(zhuān)用復(fù)位電路，2路8位PWM/16位PCA模塊，8路10位精度ADC，其轉(zhuǎn)換速度最高可達(dá)到250K/S，即每秒25萬(wàn)次，F(xiàn)lash ROM60K，SRAM 1208字節(jié)。這一系列的單片機(jī)具有以下特點(diǎn)：可靠性高、反應(yīng)速度快、功耗低、價(jià)格便宜、抗靜電及抗干擾能力超強(qiáng)，無(wú)需對(duì)片外存儲(chǔ)空間進(jìn)行擴(kuò)展，便可用于數(shù)控機(jī)床工作臺(tái)的電動(dòng)機(jī)控制，本身自帶PWM/PCA和A/D，不需要在配置外部檢測(cè)電路。為使加工數(shù)據(jù)能夠順利輸入到系統(tǒng)當(dāng)中，采用矩陣鍵盤(pán)，規(guī)格為4×8；加工數(shù)據(jù)顯示器則采用6位LED顯示器，以便于顯示加工數(shù)據(jù)信息；為確保開(kāi)機(jī)指示電源能夠正常工作，電源指示燈決定采用發(fā)光二極管；為有效地控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度，決定采用I/O口對(duì)脈沖分配器的輸出信號(hào)進(jìn)行控制，再經(jīng)由功率放大電路及光電隔離器后傳送至步進(jìn)電動(dòng)機(jī)線圈當(dāng)中；為對(duì)機(jī)床工作臺(tái)的超程進(jìn)行監(jiān)視及報(bào)警功能的實(shí)現(xiàn)，決定采用全行程開(kāi)關(guān)作為監(jiān)視信號(hào)進(jìn)行輸入，并采用發(fā)光二極管作為超程報(bào)警指示燈。

（2）軟件設(shè)計(jì)。如果將測(cè)控硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，看作是整個(gè)數(shù)控系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)的話，那么系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)則是測(cè)控系統(tǒng)整體控制思路、控制方式以及控制過(guò)程的體現(xiàn)。測(cè)控系統(tǒng)各個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)，需要應(yīng)用到單片機(jī)的如下技術(shù)，其中主要包括中斷、定時(shí)、LED顯示以及鍵盤(pán)掃描等技術(shù)。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要以模塊化結(jié)構(gòu)為主，下面對(duì)各個(gè)模塊的具體功能進(jìn)行介紹：①主模塊。該模塊主要負(fù)責(zé)完成測(cè)控系統(tǒng)的各項(xiàng)管理工作，數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)機(jī)后會(huì)自行進(jìn)入到管理模塊當(dāng)中，然后接收并執(zhí)行由機(jī)床操作者發(fā)出的操作指令。在這一模塊當(dāng)中，需要對(duì)鍵盤(pán)上各個(gè)相關(guān)案件的功能進(jìn)行自定義，以此來(lái)確定接收指令的形式以及實(shí)現(xiàn)加工數(shù)據(jù)的輸入和、自動(dòng)鉆銑加工、急停等操作功能；②自動(dòng)加工測(cè)控模塊。按照該數(shù)控機(jī)床工作臺(tái)的實(shí)際工作需要，自動(dòng)加工應(yīng)包括鉆削和銑削兩部分。所以在該模塊中設(shè)計(jì)兩個(gè)子模塊分別用于鉆削和銑削的測(cè)控；③步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制模塊。該模塊主要是對(duì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)角以及方向等進(jìn)行控制。在對(duì)這一模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)考慮電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)出現(xiàn)一個(gè)加速或減速的過(guò)程，這樣有利于解決突然啟停時(shí)，慣性及負(fù)載造成電機(jī)損壞的問(wèn)題?？梢酝ㄟ^(guò)對(duì)進(jìn)給脈沖的時(shí)間間隔及具體脈沖數(shù)進(jìn)行確定，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)速度及轉(zhuǎn)角的控制。控制時(shí)間常數(shù)可預(yù)先定義好后存儲(chǔ)到程序當(dāng)中，并以此作為對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行控制的基本參數(shù)，然后利用單片機(jī)本身自帶的定時(shí)器功能，并以中斷的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)頻率的控制。

由于該單片機(jī)中集成有可編程的應(yīng)用程序，故此無(wú)需設(shè)計(jì)專(zhuān)用的仿真器及編程器。通過(guò)將單片機(jī)測(cè)控技術(shù)應(yīng)用到數(shù)控系統(tǒng)當(dāng)中，使得系統(tǒng)自動(dòng)化功能的實(shí)現(xiàn)變得更加簡(jiǎn)單、各方面性能也更為可靠。

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篇4

Key words: NC machine toolclose-loop NC systemwhole-close-loopmachine accuracy

摘要：數(shù)控系統(tǒng)作為數(shù)控機(jī)床的重要組成部分，決定了機(jī)床的性能和加工精度。本文針對(duì)幾種典型的數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行了理論分析與研究，重點(diǎn)介紹了閉環(huán)和全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，該研究結(jié)果為機(jī)床行業(yè)的發(fā)展提供了一些理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床 閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng) 全閉環(huán) 加工精度

中圖分類(lèi)號(hào)：[F287.2]文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

引言

任何國(guó)家、工業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，最基本的是依靠人員素質(zhì)、裝備精良和資源充足三者，而工業(yè)發(fā)展所不可缺少的裝備就是機(jī)床。機(jī)床的優(yōu)質(zhì)先進(jìn)、機(jī)床工業(yè)的實(shí)力強(qiáng)大，對(duì)一國(guó)工業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的加速發(fā)展具有極其重大的戰(zhàn)略意義。數(shù)控機(jī)床作為其先進(jìn)代表，代表了機(jī)床行業(yè)發(fā)展的方向和未來(lái)。所以對(duì)機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行分析與研究相當(dāng)重要，具有深遠(yuǎn)的意義。

機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的檢測(cè)裝置和反饋元件，通常安裝在機(jī)床的工作臺(tái)或絲杠上，相當(dāng)于普通機(jī)床的刻度和人的眼睛。它把機(jī)床工作臺(tái)的實(shí)際位移轉(zhuǎn)變成電信號(hào)反饋給數(shù)控裝置，供數(shù)控裝置與指令值比較產(chǎn)生誤差信號(hào)，以控制機(jī)床向消除該誤差的方向移動(dòng)。

按有無(wú)檢測(cè)裝置，數(shù)控系統(tǒng)可以分為開(kāi)環(huán)與閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，而按檢測(cè)裝置的安裝位置又可以分為閉環(huán)與半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。下面對(duì)幾種數(shù)控系統(tǒng)分別進(jìn)行分析與研究：

1 開(kāi)環(huán)數(shù)控系統(tǒng)

開(kāi)環(huán)數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒(méi)有檢測(cè)和反饋裝置，數(shù)控裝置發(fā)出的指令信號(hào)是單向的，所以不存在系統(tǒng)穩(wěn)定性問(wèn)題。因?yàn)闊o(wú)位置反饋裝置，所以精度不高，其精度主要取決于伺服系統(tǒng)的性能。開(kāi)環(huán)數(shù)控系統(tǒng)具有工作穩(wěn)定，反應(yīng)迅速，調(diào)試方便，維修簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，在精度和速度要求不高，驅(qū)動(dòng)力矩不大的場(chǎng)合得到廣泛應(yīng)用。但是長(zhǎng)期運(yùn)行或啟動(dòng)及結(jié)束時(shí)易產(chǎn)生丟步和超步的現(xiàn)象，很難提高加工精度。在我國(guó)，經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床一般都采用開(kāi)環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。

2 半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)

半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的位置采樣點(diǎn)是從驅(qū)動(dòng)裝置（常用伺服電機(jī)）或絲杠引出，通過(guò)采樣旋轉(zhuǎn)角度而不是采樣運(yùn)動(dòng)部件的實(shí)際位置進(jìn)行檢測(cè)。因此，由絲杠的螺距誤差和齒輪間隙引起的誤差難以消除。半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)閉環(huán)環(huán)路內(nèi)不包括或只包括少量機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)，因此可以獲得穩(wěn)定的控制性能，而機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)帶來(lái)的誤差可用誤差補(bǔ)償?shù)姆椒ㄏ?，因此仍可以獲得比較滿(mǎn)意的精度。這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)試方便，精度也較高，因而在現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床中得到了廣泛的應(yīng)用。

3 閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)

由于機(jī)械傳動(dòng)裝置的剛性、摩擦阻尼等非線性因素和傳動(dòng)間隙等都不包括在半閉環(huán)伺服系統(tǒng)環(huán)內(nèi)，因而其大部分傳動(dòng)間隙， 彈性變形，滾珠絲杠螺母的誤差及滯后都對(duì)機(jī)床精度產(chǎn)生影響。為了解決這些問(wèn)題，閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的位置采樣點(diǎn)如圖1所示，是從機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件上直接引出，通過(guò)采樣運(yùn)動(dòng)部件的實(shí)際位置進(jìn)行檢測(cè)，可以消除整個(gè)放大和傳動(dòng)環(huán)節(jié)的誤差、間隙和失動(dòng)，因而具有很高的位置控制精度。但是由于位置環(huán)內(nèi)的許多機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)的摩擦特性、剛性和間隙都是非線性的，故很容易造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定，使閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試都相當(dāng)困難。閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)主要應(yīng)用于精度要求很高的精鏜床、超精車(chē)床、超精磨床等。

4 包含工件在內(nèi)的全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)

檢測(cè)裝置采樣工作臺(tái)的實(shí)際位置的閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，無(wú)法在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下根據(jù)外部干擾和隨機(jī)因素實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整加工余量，從而影響加工精度，尺寸分散性大。包含工件在內(nèi)的全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，在線檢測(cè)技術(shù)使在線檢測(cè)系統(tǒng)與機(jī)床、刀具、工件組成一個(gè)全閉環(huán)系統(tǒng)，在線檢測(cè)系統(tǒng)將測(cè)得的工件尺寸信號(hào)與反饋給數(shù)控機(jī)床，控制刀具進(jìn)給，從而保證工件加工精度。如圖2所示，數(shù)控系統(tǒng)在線檢測(cè)系統(tǒng)由傳感器、調(diào)理電路、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和單片機(jī)控制系統(tǒng)組成。研究設(shè)計(jì)此系統(tǒng)重點(diǎn)是解決檢測(cè)裝置，要求檢測(cè)裝置要有較好的動(dòng)態(tài)性能，而動(dòng)態(tài)性能主要是它的頻率特性。

在線檢測(cè)技術(shù)有著很明顯的優(yōu)點(diǎn)：

1）采用在線檢測(cè)系統(tǒng)前，在機(jī)床正常情況下，加工尺寸的保證主要靠工人的技術(shù)及經(jīng)驗(yàn)和機(jī)床的性能，工件的尺寸變化范圍較大，不穩(wěn)定，容易出現(xiàn)不合格品；采用在線檢測(cè)系統(tǒng)后，通過(guò)在線檢測(cè)系統(tǒng)控制機(jī)床加工，提高了產(chǎn)品精度，從而使得不合格率大大降低，有效地保證產(chǎn)品質(zhì)量，并降低了成本。

2）實(shí)現(xiàn)了加工中的自動(dòng)測(cè)量，大大減少了測(cè)量時(shí)間，同時(shí)避免了由多次裝夾所引起的誤差，可使自動(dòng)化程度提高，勞動(dòng)生產(chǎn)率提高，并大大降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

3）節(jié)約了資金，提高了效益。

包含工件在內(nèi)的全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)有著廣闊的發(fā)展前景，但是應(yīng)用范圍迄今為止仍以磨削為主，在其他切削加工中應(yīng)用還是有限。

5 結(jié)束語(yǔ)

中國(guó)的制造業(yè)要實(shí)現(xiàn)從大國(guó)到強(qiáng)國(guó)，從低端到高端，數(shù)控技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)，具有高精度、高效率、柔性自動(dòng)化等特點(diǎn)，對(duì)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。我國(guó)的數(shù)控技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)出前所未有的廣闊前景，但與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比水平還較低，所以，大力發(fā)展數(shù)控技術(shù)，振興機(jī)床行業(yè)，具有重大的現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)意義。

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篇5

關(guān)鍵詞：以太網(wǎng)；S7協(xié)議；數(shù)據(jù)傳輸；S7－1200；數(shù)控系統(tǒng)

近年來(lái)，許多工廠為節(jié)省人力成本和提升產(chǎn)量，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行自動(dòng)化改造，這已成為工業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。就機(jī)械廠而言，現(xiàn)場(chǎng)常用的數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)化改造十分常見(jiàn)，改造過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)用到機(jī)床和PLC之間的信息交互，例如將傳感器數(shù)據(jù)傳入機(jī)床以進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償，或是利用數(shù)控程序控制外部氣缸等等，若是采用物理接線的方式，會(huì)造成現(xiàn)場(chǎng)線路繁多雜亂，要實(shí)現(xiàn)僅利用一根網(wǎng)線更加便捷穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，掌握數(shù)控系統(tǒng)和PLC之間的通訊方式尤其重要。

1研究概況

下面以西門(mén)子可編程控制器S7－1200和數(shù)控系統(tǒng)808D通訊為選型硬件（828D和840D均可），介紹如何實(shí)現(xiàn)兩者之間的數(shù)據(jù)傳輸。分別用以下兩個(gè)數(shù)據(jù)傳入傳出的應(yīng)用案例詳細(xì)說(shuō)明：

1．1外部數(shù)據(jù)傳入數(shù)控系統(tǒng)并能在NC程序中調(diào)用

將外部傳感器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)通過(guò)擴(kuò)展通訊模塊儲(chǔ)存在PLC的M地址當(dāng)中，再利用西門(mén)子產(chǎn)品之間特有的第七層協(xié)議“S7協(xié)議”實(shí)現(xiàn)PLC和數(shù)控系統(tǒng)之間的通訊，調(diào)用S7通訊中的“PUT指令”將儲(chǔ)存在PLC中的數(shù)據(jù)放到數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換區(qū)，最后通過(guò)數(shù)控程序?qū)?shù)據(jù)交換區(qū)中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化調(diào)用到NC程序中。

1．2調(diào)用NC程序中的M指令控制外部氣缸

編寫(xiě)數(shù)控系統(tǒng)中的PLC程序，用M指令控制數(shù)據(jù)交換區(qū)中的數(shù)據(jù)，再利用S7通訊中的“GET指令”，將數(shù)據(jù)交換區(qū)的數(shù)據(jù)取用到PLC，從而控制外部氣缸。

2通信原理

2．1S7通信協(xié)議

S7通訊是實(shí)現(xiàn)整個(gè)通信流程中最重要的一環(huán)，是實(shí)現(xiàn)PLC和數(shù)控系統(tǒng)通信的基礎(chǔ)。S7協(xié)議是西門(mén)子公司自己開(kāi)發(fā)的協(xié)議，僅用于西門(mén)子品牌的設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換通信，無(wú)論是各種型號(hào)的PLC與PLC之間，還是PLC和數(shù)控系統(tǒng)之間，都能用該協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)通信，是SIMATIC通信的最優(yōu)化方式，能保證大量數(shù)據(jù)傳送時(shí)總線和處理器均處于低負(fù)荷狀態(tài)［1］。所以在眾多TCP通信方式中，選擇了S7通訊。

2．2數(shù)控機(jī)床內(nèi)置的數(shù)據(jù)交換區(qū)

由PLC傳入數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)只能進(jìn)入數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)置PLC，并不能直接用于NC程序，所以數(shù)據(jù)需要經(jīng)過(guò)一個(gè)過(guò)度區(qū)域，這個(gè)過(guò)度區(qū)域就是數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)置的數(shù)據(jù)交換區(qū)，地址從DB4900．DBB0到DB4900．DBB4095，在該區(qū)域中，每一個(gè)PLC數(shù)據(jù)位都有與之對(duì)應(yīng)的NC程序數(shù)據(jù)位，在PLC側(cè)狀態(tài)列表中的DB4900．DBB［n］與NC一側(cè)的系統(tǒng)變量＄A＿DBB［n］就是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系（n為地址偏移量），可在加工程序中利用系統(tǒng)變量R進(jìn)行訪問(wèn)［2］。

2．3數(shù)控系統(tǒng)PLC程序修改軟件工具

想要處理傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，對(duì)數(shù)控系統(tǒng)PLC編程操作是必要的，在808D中，操作者并不能在操作面板中改動(dòng)PLC程序，只能通過(guò)在電腦上安裝西門(mén)子專(zhuān)門(mén)用于數(shù)控系統(tǒng)PLC編程的軟件包TOOLBOX，安裝通信完成后，使用“PLCProgrammingTool”對(duì)程序進(jìn)行修改。

3通信應(yīng)用

3．1位移傳感器數(shù)據(jù)傳入數(shù)控機(jī)床以進(jìn)行刀具補(bǔ)償

3．1．1建立配置S7連接

S7－1200集成有以太網(wǎng)口，且能擴(kuò)展RS232、RS485、Profibus－DP三個(gè)通信模塊，對(duì)于不同品牌不同型號(hào)的位移傳感器，通信協(xié)議不同，且通信配置上也不同，詳細(xì)可參照所購(gòu)買(mǎi)產(chǎn)品的說(shuō)明書(shū)，后續(xù)對(duì)于傳感器將感應(yīng)到的數(shù)據(jù)傳入PLC的過(guò)程不做詳細(xì)介紹。將電腦、數(shù)控系統(tǒng)和PLC通過(guò)網(wǎng)線連接到交換機(jī)后，先設(shè)置PLC和數(shù)控系統(tǒng)的IP地址，使之處于同一網(wǎng)段，并在防火墻配置界面中打開(kāi)S7協(xié)議。808D端操作面板上的的IP設(shè)置流程為“上檔＋系統(tǒng)鍵”→“服務(wù)顯示”→“系統(tǒng)通訊”→“網(wǎng)絡(luò)信息”。設(shè)置完808D的連接配置后，在博途上進(jìn)行硬件組態(tài)，S7通訊的硬件組只需要在設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)界面新建一個(gè)S7連接以及添加一個(gè)新的子網(wǎng)。然后在新建的S7連接屬性中設(shè)定連接伙伴的IP地址，即上一個(gè)流程中設(shè)置的808D的IP地址，在“地址詳細(xì)信息”中將機(jī)架插槽設(shè)為為0和2，設(shè)置編譯完成后，數(shù)控系統(tǒng)和PLC的硬件通訊連接就已經(jīng)完成了。

3．1．2調(diào)用指令，將數(shù)據(jù)傳入數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換區(qū)

想要使用S7的通信指令，需要先在軟件中“防護(hù)與安全”→“連接機(jī)制”中打開(kāi)“允許來(lái)自遠(yuǎn)程對(duì)象的PUT／GET通問(wèn)”。然后我們就可以在main程序塊中編寫(xiě)程序。將右側(cè)S7通訊指令中的PUT指令拖拽到程序段，之后對(duì)程序塊進(jìn)行編寫(xiě)配置，包括塊參數(shù)和連接參數(shù)，連接參數(shù)中需要選擇連接所添加的子網(wǎng)以及伙伴連接地址，即808D配置的IP地址，PUT指令塊程序參數(shù)如圖5和表1所示。傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)根據(jù)實(shí)際需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量而定，編譯下載成功后，開(kāi)始測(cè)試數(shù)據(jù)是否傳輸成功。808D打開(kāi)PLC狀態(tài)列表，由于程序中傳入數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)起始地址為5．0的兩個(gè)字節(jié)，所以查看MB5和MB6的狀態(tài)，博途軟件這邊則打開(kāi)并監(jiān)視監(jiān)控表，輸入內(nèi)容，查看數(shù)控系統(tǒng)的PLC狀態(tài)是否與自己輸入的修改值一致，如在強(qiáng)制監(jiān)控表中的MB5和MB6存入0011＿1001和0001＿1010；相應(yīng)的，數(shù)控系統(tǒng)中PLC狀態(tài)列表中，同樣可以看到MB5和MB6產(chǎn)生了變化，且數(shù)據(jù)一一對(duì)應(yīng)。在數(shù)控系統(tǒng)的NC程序中，并不能直接使用PLC地址中的數(shù)據(jù)，所以如果只是傳入M地址，對(duì)于機(jī)床操作人員并不能直接利用，為此，西門(mén)子的數(shù)控系統(tǒng)808D、828D、840D等系列的機(jī)床都提供了一定的存儲(chǔ)空間用于NC與PLC交換數(shù)據(jù)，叫做數(shù)據(jù)交換區(qū)，例如傳入DB4900．DBB[5]的數(shù)據(jù)為25，則在MDA方式下運(yùn)行R10＝＄A＿DBB[5]，可以在系統(tǒng)變量R參數(shù)中看到R10＝25了。因此我們需要修改PUT程序塊，將伙伴地址區(qū)域的指針指向數(shù)據(jù)交換區(qū)，即將參數(shù)“ADDR＿1”的內(nèi)容修改為“P＃DB4900．DBX5．0BYTE2”。程序保存并下載后，將數(shù)控系統(tǒng)的PLC狀態(tài)表調(diào)到我們寫(xiě)入的DB地址，觀察對(duì)應(yīng)地址數(shù)據(jù)是否改變與且與寫(xiě)入的一致。

3．1．3數(shù)據(jù)處理

至此，NC程序就已經(jīng)可以使用我們寫(xiě)入的數(shù)據(jù)了，由于此例中傳入的數(shù)據(jù)值“6713”比較大，超過(guò)了256，需要兩個(gè)字節(jié)才能裝下所有數(shù)據(jù)，而NC程序語(yǔ)法只能支持＄A＿DBB而不能識(shí)別到＄A＿DBD，所以NC程序需要將兩個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)相加處理：R10＝＄A＿DBB[5]＋＄A＿DBB[6]觹256M30;運(yùn)行上兩行程序后，按下數(shù)控系統(tǒng)“偏置”軟鍵，可查到數(shù)據(jù)已傳入到R10中，后續(xù)怎么利用R參數(shù)就可以根據(jù)實(shí)際情況在NC程序中自由發(fā)揮［4］。

3．2用數(shù)控系統(tǒng)M自定義參數(shù)控制控制外部氣缸

3．2．1編碼的M信號(hào)表

數(shù)控系統(tǒng)的M功能代碼數(shù)據(jù)接口在系統(tǒng)出廠時(shí)已設(shè)置好，有的M代碼已被系統(tǒng)使用（如M30表示程序運(yùn)行結(jié)束），有的未被使用，可以用沒(méi)有被系統(tǒng)使用的M代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)自定義功能。首先查詢(xún)M代碼對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)接口，表2列出了M0～M99所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)位，該表對(duì)于808D和828D系統(tǒng)均適用，840D則不一樣。

3．2．2修改數(shù)控系統(tǒng)PLC程序

M信號(hào)是瞬時(shí)脈沖信號(hào)，即NC程序執(zhí)行M80后，數(shù)據(jù)位DB2500．DBX1010．0只有一瞬間為1，然后恢復(fù)成0，若直接用S7通訊中的GET指令將這一瞬間的數(shù)據(jù)取到PLC是不可能做到的，所以需要對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的PLC做一些程序改動(dòng)。改動(dòng)程序需用到PLCProgrammingTool（西門(mén)子數(shù)控系統(tǒng)PLC程序的軟件工具），需要下載西門(mén)子官方提供的TOOLBOX軟件包，解壓安裝后，打開(kāi)軟件通訊界面，選擇自己的通訊網(wǎng)卡后，將數(shù)控系統(tǒng)的IP地址填入“遠(yuǎn)程地址”欄，最后“雙擊刷新”。等待軟件和系統(tǒng)連接成功、通訊建立完成后，就可以將PLC的程序上傳到界面中進(jìn)行修改，修改前要做好程序備份。在空白網(wǎng)絡(luò)段編寫(xiě)自己的程序（網(wǎng)絡(luò)16），該段程序的含義為：始終保持執(zhí)行M80時(shí)，將DB4900．DBX10．0置為1，當(dāng)執(zhí)行M81時(shí)，將DB4900．DBX10．0置為0。這樣，我們就將原來(lái)M指令瞬時(shí)的觸發(fā)信號(hào)變?yōu)闀簳r(shí)保存的信號(hào)，并存到數(shù)據(jù)交換區(qū)，方便外部PLC取用。將編寫(xiě)好的程序上傳到數(shù)控系統(tǒng)中，并打開(kāi)數(shù)控系統(tǒng)的PLC確定改動(dòng)是否成功。

3．2．3利用S7通訊的GET指令，將信號(hào)傳遞給PLC

GET指令的連接參數(shù)與PUT指令完全一致，塊參數(shù)的的設(shè)置如圖8所示，將地址“DB4900．DBX10．0”的數(shù)據(jù)取到S7－1200的M10．0當(dāng)中，程序保存編譯后，在數(shù)控系統(tǒng)執(zhí)行：可以看到PLC的M10．0地址位變?yōu)?。M10．0地址接有電磁閥控制的氣缸，便可通過(guò)執(zhí)行M指令控制外部氣缸了。

4結(jié)束語(yǔ)

除了808D數(shù)控系統(tǒng)，西門(mén)子不同型號(hào)的PLC和828D、840D同樣可以使用這種方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的通信傳輸，充分利用西門(mén)子特有的S7協(xié)議的優(yōu)勢(shì)，達(dá)到通信的最優(yōu)化。用通信的方式進(jìn)行自動(dòng)化控制，可以最大程度省略現(xiàn)場(chǎng)接線工作，也可以使控制更加穩(wěn)定和便于后續(xù)維護(hù)。

參考文獻(xiàn)

［1］向曉漢．西門(mén)子PLC工業(yè)通信完全精通教程［M］．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2013

［2］安保鋼．NC程序與PLC數(shù)據(jù)交換功能應(yīng)用［J］．金屬加工（冷加工），2017（7）：53－55

篇6

本文詳細(xì)闡述了基于ARM的嵌入式數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型，分析了嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的可重構(gòu)功能，探討了嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案與測(cè)試方法。本文為研究數(shù)控技術(shù)新的發(fā)展方向和技術(shù)改進(jìn)奠定了基礎(chǔ)，具有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：

嵌入式數(shù)控系統(tǒng)；體系結(jié)構(gòu)；系統(tǒng)設(shè)計(jì)；可重構(gòu)功能；實(shí)現(xiàn)方案；測(cè)試方法

1.基于ARM的嵌入式數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型

1.1數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型

該設(shè)計(jì)方案利用S3C2440作為主CPU對(duì)數(shù)控系統(tǒng)中的各項(xiàng)任務(wù)進(jìn)行管理及調(diào)度。因?yàn)椴捎脤?zhuān)業(yè)級(jí)別的運(yùn)動(dòng)控制芯片有利于減短控制系統(tǒng)的研發(fā)時(shí)間，改善控制系統(tǒng)的性能，減輕繁重的工作量、降低研發(fā)所需要的成本。因此，該設(shè)計(jì)方案選用日本NOVA電子有限公司研制的DSP運(yùn)動(dòng)控制專(zhuān)用芯片MCX314As作為控制芯片，對(duì)復(fù)雜的數(shù)控是加工運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制。該嵌入式數(shù)控系統(tǒng)主要由硬件層、操作系統(tǒng)層、運(yùn)動(dòng)控制軟件層三大部分組成，其中，底層硬件層以三星公司的S3C2440作為CPU處理器；中間層是代碼開(kāi)放的Linux操作系統(tǒng)，屬于嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的操作系統(tǒng)層，為了提高該數(shù)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，改善操作性能，其內(nèi)核按照數(shù)控系統(tǒng)的要求做了一定裁剪；至于頂層是包含運(yùn)動(dòng)控制芯片的控制庫(kù)函數(shù)等各個(gè)控制函數(shù)的控制系統(tǒng)所需的匹配軟件。

1.2數(shù)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)采用的三星公司的S3C2440處理器具有體積偏小、功耗較少、成本偏低、性能較好等優(yōu)點(diǎn)，該處理器是基于ARM920T內(nèi)核的32位RISC架構(gòu)的處理器，其支持支持Thumb（16位）和ARM（32位）雙指令集，可以有效兼容8位和16位的器件。該CPU處理器運(yùn)算速度相當(dāng)快，主頻最高可達(dá)533MHz，能夠充分適應(yīng)多任務(wù)操作下的數(shù)控計(jì)算。該嵌入式數(shù)控系統(tǒng)采用的運(yùn)動(dòng)控制專(zhuān)用芯片MCX314As具有極高的控制性能，能夠?qū)λ妮S進(jìn)行控制，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)任意兩軸的圓弧和直線插補(bǔ)。在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，主機(jī)處理器僅用向該芯片下達(dá)各種復(fù)雜的指令，MCX314As芯片按照指令完成一系列的操作和處理。在該嵌入式數(shù)控系統(tǒng)中，其硬件中包含了主CPU和從CPU，使用的是主從CPU硬件結(jié)構(gòu)模式。其中，主CPU是對(duì)各項(xiàng)任務(wù)進(jìn)行管理和調(diào)整的ARM處理器，從CPU是控制數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方式的MCX314As專(zhuān)用運(yùn)動(dòng)控制芯片。

1.3ARM處理器與運(yùn)動(dòng)控制芯片的連接

運(yùn)動(dòng)控制專(zhuān)用芯片MCX314As的時(shí)鐘頻率為16Hz，由外部直接提供。S3C2440的數(shù)據(jù)線以及讀、寫(xiě)信號(hào)直接控制相應(yīng)的數(shù)據(jù)線以及讀、寫(xiě)信號(hào)。因?yàn)樵谠撓到y(tǒng)中選用16位數(shù)據(jù)線進(jìn)行傳輸，故而必須在運(yùn)動(dòng)控制專(zhuān)用芯片MCX314As的H16L8引腳上接入高電平。圖2為S3C2440與MCX314As的接口電路圖，由圖可以看出，為了保障安全，增強(qiáng)信號(hào)傳輸可靠性，實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換，驅(qū)動(dòng)信號(hào)，在信號(hào)連接兩者間加有寫(xiě)著“SN74ALVC164245”的芯片。

1.4數(shù)控系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)

為了確保該系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，同時(shí)也為了使數(shù)控系統(tǒng)的硬件設(shè)施得到充分利用，該嵌入式數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)用了Linux操作系統(tǒng)。該操作系統(tǒng)按照相關(guān)要求做了適當(dāng)裁剪，能夠?qū)?shù)控系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)多任務(wù)控制，其時(shí)效性相當(dāng)高。

2.嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的可重構(gòu)功能

通常情況下，對(duì)于中央處理單元，嵌入式系統(tǒng)多采用精簡(jiǎn)指令集計(jì)算技術(shù)。然而，在使用專(zhuān)用芯片以及運(yùn)用微處理機(jī)方法時(shí)，人們渴望能夠擁有性能良好、運(yùn)算迅速、可靠性強(qiáng)，并且具備高度柔性和強(qiáng)大編程功能的新技術(shù)、新方法，這也就是嵌入式系統(tǒng)的可重構(gòu)功能。所謂可重構(gòu)，即是利用可重構(gòu)的相關(guān)資源對(duì)計(jì)算平臺(tái)進(jìn)行重構(gòu)或重組，包括了各類(lèi)硬件、軟件的可重構(gòu)。擁有可重構(gòu)的有關(guān)資源是進(jìn)行重構(gòu)的基礎(chǔ)，而滿(mǎn)足人類(lèi)不同的應(yīng)用需求是進(jìn)行重構(gòu)的目的。在沒(méi)有FPGA的時(shí)候，通常是對(duì)功能部件進(jìn)行重用，以實(shí)現(xiàn)計(jì)算系統(tǒng)的重組。而在FPGA出現(xiàn)以后，通常是將基本的門(mén)、線資源進(jìn)行重用，通過(guò)有關(guān)配置文件，對(duì)門(mén)的性質(zhì)進(jìn)行設(shè)定，對(duì)線的連接方式進(jìn)行定義，從而實(shí)現(xiàn)了硬件功能的變化。因?yàn)榍度胧綌?shù)控系統(tǒng)所具備的重構(gòu)功能和硬件、軟件能夠裁剪的特征，因此極其有助于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字控制技術(shù)，并且為網(wǎng)絡(luò)數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)與捷徑。

3.嵌入式數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案與測(cè)試

3.1實(shí)現(xiàn)方案設(shè)計(jì)

中央數(shù)控單元控制運(yùn)行ARM，在ARM上對(duì)主要數(shù)控技術(shù)進(jìn)行運(yùn)作，但是刀補(bǔ)、插補(bǔ)以及間隙補(bǔ)償應(yīng)當(dāng)除外。注意將ARM與顯示以及有關(guān)鍵入裝置相連接，以實(shí)現(xiàn)人與機(jī)的交互。插補(bǔ)代碼經(jīng)編譯之后應(yīng)當(dāng)通過(guò)串口發(fā)至DSP，ARM需要執(zhí)行M、S、T指令，邏輯控制指令需要經(jīng)過(guò)異步串行總線MODBUS發(fā)至PLC，系統(tǒng)的監(jiān)控由總線負(fù)責(zé)，與外部網(wǎng)絡(luò)的連接由ARM負(fù)責(zé)，進(jìn)而完成對(duì)整個(gè)數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化開(kāi)發(fā)、運(yùn)行、管理、調(diào)試、診斷以及監(jiān)控，等等。

3.2系統(tǒng)測(cè)試

在完成MCX314As運(yùn)動(dòng)控制板的設(shè)計(jì)和在Linux操作系統(tǒng)下編寫(xiě)好調(diào)試、驅(qū)動(dòng)程序以后需要對(duì)該嵌入式數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行一系列的仿真調(diào)試。因?yàn)镸CX314As屬于寄存器控制型芯片，其是通過(guò)讀或?qū)憙?nèi)部寄存器來(lái)實(shí)現(xiàn)控制的。MCX314As寫(xiě)入的數(shù)據(jù)來(lái)自S3C2440通過(guò)總線輸入，由此可以讀出寄存器的值，再通過(guò)比較可以對(duì)MCX314As的工作狀態(tài)進(jìn)行判別。為了驗(yàn)證該嵌入式數(shù)控系統(tǒng)是否正確，需要編寫(xiě)相應(yīng)的X、Y2軸直線插補(bǔ)程序，最終經(jīng)過(guò)示波器反應(yīng)實(shí)際的脈沖波形圖，可以確定該嵌入式數(shù)控系統(tǒng)是正確的，能夠正常運(yùn)行。

4.結(jié)論與思考

本文介紹了一種基于ARM的嵌入式數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型，研究分析了嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案與測(cè)試方法。在今后的研究工作中可以借鑒本文思想，從資源共享角度考慮，大力增強(qiáng)數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)放性。

作者：李芳 單位：揚(yáng)州市職業(yè)大學(xué)

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關(guān)鍵詞：K元交換試探算法；最近鄰算法；數(shù)控系統(tǒng)；加工路徑優(yōu)化

中圖分類(lèi)號(hào)：TG659文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791(2012)03(A)-0000-00

0. 引言

對(duì)數(shù)控系統(tǒng)加工路徑進(jìn)行必要的、合理的優(yōu)化還是具有重要的現(xiàn)實(shí)意義的：首先，優(yōu)化數(shù)控系統(tǒng)加工路徑能夠比較明顯地減少數(shù)控機(jī)床的輔助運(yùn)動(dòng)路徑，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)加工效率的大幅度提升；其次，對(duì)于某些具有批量化加工生產(chǎn)需求或者零件加工路徑十分復(fù)雜的加工任務(wù)而言，其加工時(shí)間能夠顯著縮短，不僅降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本，更是讓企業(yè)能夠獲得了非?？捎^的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)。在生產(chǎn)實(shí)踐當(dāng)中，如果需要對(duì)微量射出標(biāo)簽機(jī)、點(diǎn)膠機(jī)、繪圖儀、PCB 鉆孔機(jī)以及雕刻機(jī)等設(shè)備工具進(jìn)行加工時(shí)，通常都會(huì)選擇優(yōu)化數(shù)控系統(tǒng)加工路徑，以便獲得更高的加工效率。

1. 優(yōu)化數(shù)控系統(tǒng)加工路徑的理論基礎(chǔ)

在加工生產(chǎn)領(lǐng)域，利用數(shù)控車(chē)床系統(tǒng)對(duì)零件進(jìn)行加工時(shí)，需要將原材料依照預(yù)定的圖樣將其加工成為成形狀各異、大小不同的成品。需要進(jìn)行加工的過(guò)程中，數(shù)控系統(tǒng)需要依照預(yù)定的加工先后順序?qū)υ牧线M(jìn)行加工，加工設(shè)備（刀具、鉆頭等）從開(kāi)始加工一直到加工完成所形成的線路圖便是該數(shù)控系統(tǒng)的加工路徑。數(shù)控車(chē)床類(lèi)型不同、加工任務(wù)不同，相應(yīng)的其加工任務(wù)也存在差異。通常我們可以把數(shù)控加工路徑進(jìn)行詳細(xì)地劃分，使之成為“點(diǎn)”、“線段”、“曲線”以及“閉合曲線”等加工要素。通過(guò)優(yōu)化數(shù)控系統(tǒng)加工路徑，能夠讓數(shù)控機(jī)床在加工過(guò)程中行走的加工路程最短。加工路程的最短在實(shí)質(zhì)上也就等于加工時(shí)間的最短和加工效率的提高，所以說(shuō)，優(yōu)化數(shù)控系統(tǒng)加工路徑能夠以更低的成本完成相同數(shù)量的任務(wù)。

通過(guò)以上分析我們知道，優(yōu)化數(shù)控系統(tǒng)加工路徑在本質(zhì)上與數(shù)學(xué)領(lǐng)域著名的“Traveling Salesman Problem”，即“旅行商人問(wèn)題”，簡(jiǎn)稱(chēng)“TSP”?！癟SP”描述的內(nèi)容是：現(xiàn)在有一個(gè)旅行商人（Traveling Salesman），他需要對(duì)若干個(gè)的城市進(jìn)行拜訪，并且要提前確定自己的行走路徑。但是對(duì)行走路徑的限制是，每一個(gè)城市只能夠行走一次，并且最后必須要回到原來(lái)的城市，簡(jiǎn)而言之，旅行商人（Traveling Salesman）規(guī)劃行走路程的最短行走路程應(yīng)該是所有行走路程方案當(dāng)中距離最短（時(shí)間最少）的一種。在這里，我們可以將數(shù)控機(jī)床的刀具或者鉆頭理解為旅行商人（Traveling Salesman），將數(shù)控加工當(dāng)中的任務(wù)點(diǎn)看作“城市”。

“TSP”的數(shù)學(xué)描述是：存在一個(gè)距離矩陣：M=（Mab）（其中，a，b=1，2，3，……，n；a，b均為整數(shù)），Mab代表的含義是點(diǎn)a到點(diǎn)b之間的距離。主要目的就是找到一個(gè)從1開(kāi)始至n結(jié)束的整數(shù)序列（a1，a2，a3，……，an）能夠保證（Ma1a2+Ma2a3+Ma3a4+……+Mana1）所得到的數(shù)值最小。即，求“TSP”的最優(yōu)解。在本文中，主要利用K元交換試探算法以及最近鄰算法來(lái)求解。

2. K元交換試探算法以及最近鄰算法的優(yōu)化對(duì)比

2.1 K元交換試探算法

我們知道，一條完整的路徑可以按點(diǎn)劃分為各種段。對(duì)于任意給定的一條已知路徑，交換其中的K段，如果交換后生成的新路徑比交換之前的路徑優(yōu)，則以新路徑作為參考路徑再重復(fù)交換的步驟，這樣嘗試完所有可能的交換得到的路徑就可以認(rèn)為是算法的解。本文的實(shí)驗(yàn)的算法是三元交換：

組成路徑的點(diǎn)集用T表示，Xa（T2a-1，T2a），Ya（T2a，T2a+1）表示，用Z表示交換前后的路徑增益，用Yb段替代Xa段產(chǎn)生的增益 ，如果Z=Z1+Z2+Z3+……+Zk≥0，就顯示交換之后的總路徑比交換之前的總路徑要小，即此次 k 元交換有效，如此往復(fù)最后得到的將是這個(gè)算法下的最優(yōu)解。這里需要注意的是選擇Ya的限定條件：為了簡(jiǎn)化編程和減少計(jì)算量，限定Ya只在距離T2a的最近五個(gè)點(diǎn)之中尋找T2a+1。

2.2 最近鄰算法

最近鄰算法又被稱(chēng)為貪婪算法。它的思想是每次移動(dòng)前都尋找離當(dāng)前所在點(diǎn)最近的點(diǎn)作為目的地。具體步驟如下：

第一步，從任意點(diǎn)a1=1，2，3，……，n出發(fā)尋找與出發(fā)點(diǎn)最近的點(diǎn)a2；第二部，把a(bǔ)2作為起點(diǎn)重復(fù)第一步操作，直到回到a1。

對(duì)于 n 點(diǎn)的路徑，這種算法得到的解基一般會(huì)超出最優(yōu)解25%。特別需要注意的是，對(duì)于某些情況下，最近鄰算法得到的解可能會(huì)是個(gè)很差的結(jié)果。

3. 結(jié)語(yǔ)

K元交換試探算法的步驟和編程實(shí)現(xiàn)均比較繁雜、計(jì)算量較大；而最近鄰算法的特點(diǎn)在于步驟簡(jiǎn)單、編程較為容易、且計(jì)算量較小?？梢钥吹皆邳c(diǎn)的個(gè)數(shù)比較小的情況下，兩種算法得到了同樣的最優(yōu)解，這時(shí)可以采取最近鄰算法。但是當(dāng)點(diǎn)的個(gè)數(shù)增加到一定數(shù)目時(shí)，K元交換試探算法更具優(yōu)勢(shì)，它的解比最近鄰算法得到的解更優(yōu)，這時(shí)應(yīng)當(dāng)采取K元交換試探算法。

參考文獻(xiàn)

[1] Johnson DS，McGeoch LA. The Traveling Salesman Problem： A Case Study in Local Optimization. Local Search in Combinatorial Optimization. Chichester；New York： John Wiley and Sons，1997，：215-310.

[2] Keld Helsgaun. “An Effective Implementation of K-opt Moves for the Lin-Kernighan TSP Heuristic”. Writings on Computer Science. Roskilde University，2007，Vol.109：225-226.

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關(guān)鍵詞：ARM技術(shù)；PCB鉆床；數(shù)控；系統(tǒng)

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.02.250

0 引言

PCB是印刷電路板的簡(jiǎn)稱(chēng)，是一種現(xiàn)代化的電子設(shè)備中的重要部分，也是不可缺少的一部分，能夠讓設(shè)備和儀器具有非常大的穩(wěn)定性和可靠性，也可能成為一部?jī)x器成功或者失敗的關(guān)鍵要素，能夠?qū)﹄娮觾x器的生成以及設(shè)備的成本產(chǎn)生一定的影響力，并且對(duì)產(chǎn)品在市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)力也有一定的影響，因此本文主要對(duì)ARM技術(shù)的PCB鉆床數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行研究。

1 對(duì)ARM技術(shù)數(shù)控平臺(tái)的分析

1.1 ARM技術(shù)數(shù)控平臺(tái)優(yōu)勢(shì)的分析

ARM內(nèi)核處理器具有非常高的性能，還有比較低的能耗，并且成本也非常低，開(kāi)發(fā)過(guò)程簡(jiǎn)單等等一系列優(yōu)勢(shì)，在測(cè)控系統(tǒng)中已經(jīng)由八位機(jī)上升到三十二位機(jī)，本文所研究的就是某公司生產(chǎn)的S3C44BOX類(lèi)型的鋅片，工作的主頻比較大，片內(nèi)也非常豐富，給設(shè)計(jì)提供了非常好的硬件類(lèi)型平臺(tái)。伴隨著嵌入方式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的使用，還有嵌入方式系統(tǒng)本身操作性也非常高，具有專(zhuān)用性和很高的可靠性，能夠成為微控制系統(tǒng)當(dāng)中的一種任務(wù)管理平臺(tái)，能夠給上層的軟件提供一種可靠性的管理保障。

1.2 ARM為控制器的PCB鉆床數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

由于市場(chǎng)的需要，對(duì)于此次設(shè)計(jì)指標(biāo)上有如下的分析，三坐標(biāo)四個(gè)伺服軸，還有Z軸，也就是主軸在進(jìn)給過(guò)程中需要進(jìn)行雙驅(qū)動(dòng)軸的同步進(jìn)給。鉆孔的頻率為每分鐘三百次，絲杠的螺距離為6毫米，定位非常精準(zhǔn)，在主軸上使用氣浮類(lèi)型的軸承，最高的轉(zhuǎn)動(dòng)速度為135000R/min，有16級(jí)別的調(diào)節(jié)速度，調(diào)節(jié)的速度由四路開(kāi)關(guān)量方面進(jìn)行控制，自動(dòng)的對(duì)鉆頭做好更換，一共有12個(gè)鉆頭，刀庫(kù)的位置也可以任意的進(jìn)行設(shè)置，鉆孔的直徑為0.2-6.5毫米。在機(jī)器中，所使用的基礎(chǔ)件主要有底腳、橫梁以及床身還有工作臺(tái)等等，這些基本都是濟(jì)南青，或泰山青。在面板的控制上主要是單向的控制，能夠在電動(dòng)機(jī)上實(shí)現(xiàn)XYZ方向的原點(diǎn)啟動(dòng)，經(jīng)過(guò)快速的移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)鉆孔的功能，也可以輸入一些少量的程序。在設(shè)計(jì)上，為了方便并且實(shí)現(xiàn)軟件和硬件的各項(xiàng)功能，其中有地動(dòng)機(jī)的速度調(diào)節(jié)，鉆頭以及工作平臺(tái)的調(diào)節(jié)，可以選擇一個(gè)首孔，然后任意一點(diǎn)當(dāng)成是工作原點(diǎn)，版面的旋轉(zhuǎn)和版面鏡像形成時(shí)有三種選擇，一種是手動(dòng)模式、一種為單步模式還有一種是自動(dòng)模式。狀態(tài)的顯示是通過(guò)LCD顯示屏顯示的，其檢測(cè)系統(tǒng)當(dāng)中主要有氣浮軸承氣壓檢測(cè)還有換刀氣壓檢測(cè)以及斷鉆的檢測(cè)。因?yàn)殂@床數(shù)控系統(tǒng)本身的特點(diǎn)需要電動(dòng)機(jī)具有驅(qū)動(dòng)器，在整個(gè)機(jī)床上的傳導(dǎo)需要是精密類(lèi)型的滾珠杠和直線類(lèi)型的滾動(dòng)導(dǎo)軌。

1.3 電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

在ARM微處理四軸聯(lián)動(dòng)上的加工上，控制面板的主要作用是為整個(gè)數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行服務(wù)的，還可以增加少量的孔位和文件。若是數(shù)控的鉆床非常多，有多個(gè)孔位需要進(jìn)行加工，那么僅僅依靠人工的方式是不可行的，工作量太大。因此需要在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上使用USB接口，這能夠讓系統(tǒng)和PC之間實(shí)現(xiàn)通訊，此種類(lèi)型的通訊主要是為了能夠接受來(lái)在PC方面的孔位信息和文件，此種設(shè)計(jì)也比較支持現(xiàn)場(chǎng)的工業(yè)以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)，為后續(xù)的系統(tǒng)擴(kuò)展打下了深厚的基礎(chǔ)[2]。

在此系統(tǒng)當(dāng)中，有幾種類(lèi)型，分別是電動(dòng)機(jī)控制信號(hào)還有原點(diǎn)信號(hào)以及限位信號(hào)等等，控制器以及外部信號(hào)之間都使用了光電耦合的形式，DC12V是由開(kāi)關(guān)電源提供使用的[3]。如圖1所示：

2 軟件結(jié)構(gòu)構(gòu)造分析

在軟件的結(jié)構(gòu)方面，需要對(duì)內(nèi)核進(jìn)行擴(kuò)展，并且將其放在具體的應(yīng)用過(guò)程中。系統(tǒng)的內(nèi)核，主要任務(wù)就是能夠在多個(gè)任務(wù)當(dāng)中進(jìn)行同步的調(diào)動(dòng)以及同步任務(wù)的趨同，在相應(yīng)的程序系統(tǒng)當(dāng)中實(shí)現(xiàn)主流任務(wù)的操作，以此完成客戶(hù)的要求。用戶(hù)使用程序需要建立起自己的任務(wù)，每一個(gè)任務(wù)之間還需要做好協(xié)調(diào)性的工作，各種各樣的系統(tǒng)消息要進(jìn)行羅列，在軟件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上要從整體布局出發(fā)，將應(yīng)用程序分成不同個(gè)獨(dú)立的模塊，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部系統(tǒng)的完善。本文所討論的是使用串口接收prtoel的方式，放入孔位文件，并且將其放在flash當(dāng)中。控制面板在發(fā)出指令以后，能夠到孔位文件上進(jìn)行不同程度的優(yōu)化，然后再放入到Flash當(dāng)中。做完這些工作以后，在控制面板的控制方向上完成PCB孔位的加工工作[4]。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文對(duì)ARM技術(shù)的PCB鉆床數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行了分析和研究?？茖W(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，需要對(duì)各項(xiàng)設(shè)備也進(jìn)行更新，這樣才能夠促使系統(tǒng)的完善，讓其對(duì)生產(chǎn)生活產(chǎn)生較大的積極性影響，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的提升，增強(qiáng)勞動(dòng)生產(chǎn)效率。此文所講的系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)小型化、實(shí)時(shí)性以及專(zhuān)用化的操作，進(jìn)而克服單片控制系統(tǒng)所出現(xiàn)的種種弊端性問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉剛.ARM技術(shù)在廣播發(fā)射機(jī)控制器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2016，25（02）：23-24.

[2]方紅花.基于Zigbee和ARM技術(shù)的樓宇智能照明系統(tǒng)研究[J].科學(xué)與財(cái)富，2015，7（12）：173..

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【關(guān)鍵詞】數(shù)控系統(tǒng)；參數(shù)；數(shù)據(jù)備份

引言

數(shù)控設(shè)備使技術(shù)密集型和知識(shí)密集型機(jī)電一體化產(chǎn)品，其技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格昂貴，在各行各業(yè)的生產(chǎn)上都發(fā)揮著重要作用。

數(shù)控機(jī)床參數(shù)用于調(diào)整機(jī)床功能，是機(jī)床廠家根據(jù)機(jī)床特點(diǎn)設(shè)定的，決定數(shù)控機(jī)床的功能和控制精度，是保證數(shù)控機(jī)床正常工作的關(guān)鍵，一旦參數(shù)丟失或誤改動(dòng)，容易使機(jī)床的某些功能不能實(shí)現(xiàn)或系統(tǒng)混亂甚至癱瘓，如軸補(bǔ)償數(shù)據(jù)，是根據(jù)每臺(tái)機(jī)床的實(shí)際情況確定的，即便是同廠家、同型號(hào)的兩臺(tái)機(jī)床，也是不一樣的，一旦丟失，就需要用激光干涉儀重新進(jìn)行檢測(cè)、補(bǔ)償，需要大量時(shí)間和精力，給工作帶來(lái)很大的不便。所以在數(shù)控機(jī)床安裝調(diào)試完畢或進(jìn)行重大調(diào)整后，進(jìn)行正確、完整、有效的參數(shù)備份是非常必要的。

1、參數(shù)恢復(fù)的方法

一般情況下，當(dāng)參數(shù)發(fā)生改變和丟失時(shí)可以采用以下兩種方式進(jìn)行參數(shù)的恢復(fù)。

1.1根據(jù)故障現(xiàn)象進(jìn)行正確的參數(shù)設(shè)置

這種方法適合處理許多常見(jiàn)的機(jī)床故障，例如主軸準(zhǔn)停位置的調(diào)整，機(jī)床原點(diǎn)位置的調(diào)整，補(bǔ)償反向間隙，螺距補(bǔ)償參數(shù)設(shè)置等等。但是由于數(shù)控系統(tǒng)的參數(shù)數(shù)量非常相當(dāng)龐大，當(dāng)參數(shù)大范圍丟失和改變時(shí)，最好借助于參數(shù)的備份與回裝完成參數(shù)的恢復(fù)任務(wù)，這樣既簡(jiǎn)單又可以保證準(zhǔn)確性。

1.2利用機(jī)床的備份數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)的下載和恢復(fù)

利用機(jī)床的備份數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)方法簡(jiǎn)單易行，效率高，可靠性高，是進(jìn)行參數(shù)恢復(fù)的主要手段。下面著重介紹針對(duì)不同數(shù)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份的方法和步驟。

2、常見(jiàn)數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)備份和參數(shù)恢復(fù)的方法與步驟

2.1SINUMERIK 802D SL的參數(shù)備份與回裝

SINUMERIK 802D SL的參數(shù)可以在系統(tǒng)內(nèi)部備份，也可在CF卡上備份，或在計(jì)算機(jī)硬盤(pán)上備份。在機(jī)床調(diào)試完畢后，應(yīng)備份以下數(shù)據(jù)：

機(jī)床數(shù)據(jù)（文本格式）/螺距誤差補(bǔ)償（文本格式）/刀具數(shù)據(jù)（文本格式）

開(kāi)機(jī)調(diào)試存檔（NC/PLC）包括NC、PLC、驅(qū)動(dòng)器的所用數(shù)據(jù)

開(kāi)機(jī)調(diào)試存檔（HMI）包括語(yǔ)言、在線幫助、用戶(hù)開(kāi)機(jī)畫(huà)面

PLC-項(xiàng)目包括PLC備份及用戶(hù)報(bào)警文本

2.1.1數(shù)據(jù)內(nèi)部備份

802Dsl配備了閃存和靜態(tài)存儲(chǔ)器（由高能電容維持信息）。數(shù)據(jù)的內(nèi)部備份可以通過(guò)“數(shù)據(jù)存儲(chǔ)”軟菜單鍵實(shí)現(xiàn)。但是內(nèi)部備份的數(shù)據(jù)不包括PLC應(yīng)用程序和用戶(hù)報(bào)警文本，PLC應(yīng)用程序和報(bào)警文本均直接存儲(chǔ)在閃存內(nèi)?！皟?nèi)部數(shù)據(jù)備份”是將靜態(tài)存儲(chǔ)器中所有生效數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到閃存中。

802Dsl在上電自檢時(shí)，對(duì)靜態(tài)存儲(chǔ)器的進(jìn)行檢測(cè)，如果存儲(chǔ)器掉電，則系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將閃存內(nèi)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)復(fù)制到靜態(tài)存儲(chǔ)器中，并且會(huì)有提示報(bào)警：04062-存儲(chǔ)數(shù)據(jù)已經(jīng)加載.

2.1.2存儲(chǔ)到CF卡上

在CF卡上備份數(shù)據(jù)只需在802D SL 操作：選中需要備份的數(shù)據(jù)，用軟菜單鍵[復(fù)制]后，進(jìn)入[客戶(hù)CF卡]菜單，用[粘貼]鍵即可將備份文件復(fù)制到CF卡上。

2.1.3存儲(chǔ)到外部計(jì)算機(jī)硬盤(pán)上

首先利用準(zhǔn)備好的“802Dsl調(diào)試電纜”將計(jì)算機(jī)和802Dsl的COM1 連接起來(lái)：從WINDOWS的“開(kāi)始”中找到通訊工具軟件RCS，并啟動(dòng)：在Control 802D中找到需要備份的文件后，用鼠標(biāo)將其拖到計(jì)算機(jī)的目錄下即可。

2.2SINUMERIK 840D系統(tǒng)的參數(shù)備份與恢復(fù)

SINUMERIK 840D系統(tǒng)本身的硬件配置也不近相同，對(duì)于MMC103、PCU50和PCU70來(lái)說(shuō)，可以選擇硬盤(pán)備份、軟盤(pán)備份、NC卡備份和數(shù)據(jù)外部備份等多種數(shù)據(jù)備份形式，而對(duì)于PCU20及以下配置則由于本身沒(méi)有硬盤(pán)不能選擇硬盤(pán)備份。下面主要介紹常用的硬盤(pán)備份，硬盤(pán)備份還可以分為系列備份和分區(qū)備份兩種類(lèi)型。

2.2.1系列備份與數(shù)據(jù)查看

在840D主界面中有6個(gè)分區(qū)，數(shù)據(jù)管理功能的各種操作主要位于Service區(qū)。通過(guò)用戶(hù)擴(kuò)展鍵，可以打開(kāi)系列備份的對(duì)話框，其具體步驟如下：

數(shù)據(jù)備份后，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)查看，以確定數(shù)據(jù)備份的內(nèi)容是否正確。具體步驟如下：

2.2.2分區(qū)備份與數(shù)據(jù)查看

分區(qū)備份只能針對(duì)NC數(shù)據(jù)進(jìn)行備份，備份后的文件可以進(jìn)行編輯。備份的步驟如下：

備份成功后，查看步驟如系列備份查看方法相似，不再累述。

2.2.3系列備份與分區(qū)備份的區(qū)別

系列備份可以針對(duì)NC/PLC以及MMC/PCU中的文件，且所備份的文件類(lèi)型為*.ARC.該備份文件不能進(jìn)行編輯，而且當(dāng)數(shù)據(jù)回裝時(shí)，只能針對(duì)相同版本的數(shù)據(jù)進(jìn)行回裝。

分區(qū)備份只能針對(duì)NC中的文件進(jìn)行備份，所備份的文件類(lèi)型為：*.INI。該備份文件可以進(jìn)行編輯、修改、保存，且不同版本的系統(tǒng)也可以進(jìn)行回裝，如對(duì)絲杠螺距誤差補(bǔ)償單個(gè)文件的傳輸，則能夠節(jié)省時(shí)間，提高效率。

2.2.4數(shù)據(jù)的回裝

在數(shù)據(jù)回裝時(shí)，需要先裝NC數(shù)據(jù)，再裝PLC數(shù)據(jù)，否則可能會(huì)引起出錯(cuò)報(bào)警。

（1）系列備份數(shù)據(jù)回裝步驟：

（2）分區(qū)備份數(shù)據(jù)回裝

進(jìn)行分區(qū)備份數(shù)據(jù)回裝時(shí)，需要進(jìn)行兩步工作，首先選擇備份數(shù)據(jù)所在的文件夾，然后選擇需要回裝的文件。具體步驟如下：

2.3Fanuc i系統(tǒng)的參數(shù)備份與回裝

對(duì)于Fanuc i系統(tǒng)可以使用CF卡進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，也可以使用RS232接口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

2.3.1數(shù)據(jù)備份方法與步驟

（1）將PC機(jī)或CF卡與數(shù)控機(jī)床連接好，如果使用CF卡，在Setting畫(huà)面I/O通道一項(xiàng)中設(shè)定I/O=4。如果使用RS232接口則根據(jù)硬件連接情況設(shè)定I/O=0或I/O=1。

（2）計(jì)算機(jī)側(cè)裝好相應(yīng)的通訊軟件，例如DNC軟件或PC IN軟件，并起動(dòng)該軟件。

（3）在系統(tǒng)側(cè)選擇EDIT模式，并通過(guò)參數(shù)設(shè)定輸出代碼（ISO或EIA）

（4）按下功能鍵SYSTEM，按軟鍵PARAM，按操作軟件，按操作擴(kuò)展鍵，再按軟件輸出，按下軟件ALL，然后按執(zhí)行。備份數(shù)據(jù)將按照已設(shè)置好的格式輸出。

2.3.2數(shù)據(jù)回裝方法與步驟

（1）系統(tǒng)側(cè)選擇編輯模式，并在SETTING畫(huà)面中，將PWE值改為1，這時(shí)機(jī)床會(huì)出現(xiàn)P/S100報(bào)警，這并不影響數(shù)據(jù)傳輸。

（2）為了確保安全，需要按下系統(tǒng)急停按鈕。

（3）按下功能鍵SYSTEM，按軟鍵PARAM，按軟鍵操作，按操作擴(kuò)展鍵，再按軟件INPUT，然后按執(zhí)行。當(dāng)畫(huà)面右下腳的INPUT字樣消失時(shí)，說(shuō)明參數(shù)輸入完成。

（4）在回到SETTING界面中，將PWE改為0，重新啟動(dòng)系統(tǒng)。報(bào)警消失，參數(shù)傳輸過(guò)程結(jié)束。

從以上的闡述可以看出，對(duì)于不同的數(shù)控系統(tǒng)其參數(shù)備份方式是不同的，即使都為SIEMENS的數(shù)控系統(tǒng)，SINUMERIKE 802D SL系統(tǒng)和SINUMERIKE 840D系統(tǒng)的參數(shù)備份方式也相差很大，F(xiàn)ANUNC 0系統(tǒng)還要手動(dòng)輸入900號(hào)以后的特殊參數(shù)。所以針對(duì)不同的數(shù)控系統(tǒng)，在進(jìn)行參數(shù)備份前，最好先查閱其調(diào)試手冊(cè)或維修說(shuō)明書(shū)，保證所備份參數(shù)完整、正確、效性。

3、結(jié)論

本文根據(jù)數(shù)控維修過(guò)程中的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，系統(tǒng)分析了在數(shù)控機(jī)床中常見(jiàn)的參數(shù)丟失的原因和恢復(fù)方法并歸納總結(jié)了幾種常見(jiàn)數(shù)控系統(tǒng)的參數(shù)備份與回裝的步驟。雖然這些方法具有普遍性和代表性，但是在具體到某個(gè)機(jī)床的某個(gè)故障時(shí)，還是要根據(jù)具體情況，靈活掌握運(yùn)用，希望本文介紹的方法可以為數(shù)控設(shè)備維修工作的初學(xué)者提供一點(diǎn)參考。

參考文獻(xiàn)

[1]SINUMERIK 802D SL簡(jiǎn)明安裝調(diào)試指南.西門(mén)子自動(dòng)化，2008，5.

[2]任建平等.數(shù)控機(jī)床診斷及維修[M].國(guó)防工業(yè)出版社，2002.

篇10

關(guān)鍵詞：數(shù)控系統(tǒng) 參數(shù) 設(shè)置

無(wú)論哪個(gè)公司的數(shù)控系統(tǒng)都有大量的參數(shù)，有的一項(xiàng)參數(shù)又有八位，粗略計(jì)算起來(lái)一套CNC系統(tǒng)配置的數(shù)控機(jī)床就有近千個(gè)參數(shù)要設(shè)定。這些參數(shù)設(shè)置正確與否直接影響數(shù)控機(jī)床的使用和其性能的發(fā)揮。特別是用戶(hù)能充分掌握和熟悉這些參數(shù)的設(shè)置，將使一臺(tái)數(shù)控機(jī)床的使用和性能發(fā)揮上升到一個(gè)新的水平，也給數(shù)控機(jī)床的故障診斷和維修帶來(lái)很大的方便，參數(shù)的修改還可以開(kāi)發(fā)CNC系統(tǒng)某些在數(shù)控機(jī)床訂購(gòu)時(shí)沒(méi)有表現(xiàn)出來(lái)的功能，對(duì)二次開(kāi)發(fā)會(huì)有一定的幫助。

1.顯示參數(shù)的操作

1）按MDI面板上的“SYSTEM”功能鍵數(shù)次，或者按“SYSTEM”功能鍵一次，再按[參數(shù)]軟鍵，選擇參數(shù)畫(huà)面。

2）參數(shù)畫(huà)面由多頁(yè)組成，可以通過(guò)以下兩種方法選擇需要顯示的參數(shù)所在的畫(huà)面。

（1）用光標(biāo)移動(dòng)鍵或翻頁(yè)鍵，顯示需要的畫(huà)面。

（2）由鍵盤(pán)輸入要顯示的參數(shù)號(hào)，然后按下[搜索]軟健，這樣可顯示指定參數(shù)所在的頁(yè)面，光標(biāo)同時(shí)處于指定參數(shù)的位置。

2.用MDI設(shè)定參數(shù)

1)在操作面板上選擇MDI方式或急停狀態(tài)。

2)按下“OFS/SET”功能鍵，再按[設(shè)定]軟鍵，可顯示設(shè)定畫(huà)面的第一頁(yè)。

3)將光標(biāo)移動(dòng)到“參數(shù)寫(xiě)入”處，按[操作]軟鍵，進(jìn)入下一級(jí)畫(huà)面。

4)按 [NO：1]軟鍵或輸入1，再按 [輸入]軟鍵，將“參數(shù)寫(xiě)入”設(shè)定為1；這樣參數(shù)處于可寫(xiě)入狀態(tài)，同時(shí)CNC發(fā)生100號(hào)報(bào)警。

5)按“SYSTEM”功能鍵，再按[參數(shù)]軟鍵，進(jìn)入?yún)?shù)畫(huà)面，找到需要設(shè)定參數(shù)的畫(huà)面，將光標(biāo)置于需要設(shè)定的位置上。

6)輸入?yún)?shù)，然后按“INPUT”鍵，輸入的數(shù)據(jù)將被設(shè)定到光標(biāo)指定的參數(shù)中；

7)參數(shù)設(shè)定完畢，需要將“參數(shù)寫(xiě)入”設(shè)置為0，即禁止參數(shù)設(shè)定，防止參數(shù)被無(wú)意更改。

8)同時(shí)按下“RESET”鍵和“CAN”鍵，解除100號(hào)報(bào)警；有時(shí)在參數(shù)設(shè)定中會(huì)出現(xiàn)報(bào)警000（需要切斷電源），此時(shí)要關(guān)閉數(shù)控系統(tǒng)電源再開(kāi)啟。

3.上電全清

系統(tǒng)第一次通電時(shí)，最好先做一次全清，所謂全清就是將系統(tǒng)所有參數(shù)恢復(fù)出廠設(shè)置，即在系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程中，同時(shí)按下MDI面板上RESET+DEL鍵。全清后一般會(huì)出現(xiàn)如下報(bào)警：100#參數(shù)寫(xiě)保護(hù)打開(kāi)；506/507#硬超程報(bào)警；417#伺服參數(shù)設(shè)定不正確；5136#FSSB放大器數(shù)目少。在初次調(diào)試時(shí)最好進(jìn)行全清，如果只是進(jìn)行參數(shù)的修改，切勿全清！

4.設(shè)定語(yǔ)言及對(duì)比度

1)在操作面板上選擇“MDI”方式，按“OFS/SET”功能鍵，再按[設(shè)定]軟鍵，找到設(shè)定畫(huà)面，將“參數(shù)寫(xiě)入”選項(xiàng)設(shè)置為1。

2)按下“SYSTEM”功能鍵，再按[參數(shù)]軟鍵，找到參數(shù)設(shè)置畫(huà)面，在MDI鍵盤(pán)區(qū)域輸入3190，然后按[搜索]軟鍵，在屏幕上顯示3190號(hào)參數(shù)，然后在MDI鍵盤(pán)區(qū)輸入1000000，按“INPUT”鍵，將3190號(hào)參數(shù)的第6位設(shè)置為“1”，即設(shè)置系統(tǒng)語(yǔ)言為簡(jiǎn)體中文；出現(xiàn)報(bào)警“000請(qǐng)關(guān)閉電源”，按操作面板上的“停止”按鈕，再按“啟動(dòng)”按鈕，重啟數(shù)控系統(tǒng)。

3)按“OFS/SET”功能鍵，再按[設(shè)定]軟鍵，找到設(shè)定畫(huà)面，移動(dòng)光標(biāo)鍵到對(duì)比度選項(xiàng)，按[操作]鍵，通過(guò)按[ON：1]或[OFF：0]，調(diào)整合適的對(duì)比度；找到日期和時(shí)間選項(xiàng)可以設(shè)定當(dāng)前日期和時(shí)間。

5.參數(shù)設(shè)置

通常情況下，在參數(shù)設(shè)置畫(huà)面輸入?yún)?shù)號(hào)就可以搜索到對(duì)應(yīng)的參數(shù)，從而進(jìn)行參數(shù)的修改，同時(shí)，F(xiàn)ANUC數(shù)控系統(tǒng)還提供了一種簡(jiǎn)單快捷的操作方式，即“參數(shù)設(shè)定幫助菜單”，在這里可以分類(lèi)設(shè)置參數(shù)。

按幾下“SYSTEM”功能鍵，進(jìn)入“參數(shù)設(shè)定幫助菜單”畫(huà)面；按一下“Page ”進(jìn)入下一界面。

在“參數(shù)設(shè)定幫助菜單”畫(huà)面中，移動(dòng)光標(biāo)鍵，使光標(biāo)停留在要設(shè)置的參數(shù)所在的選項(xiàng)，按下[操作]軟鍵，再按[選擇]軟鍵，進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置畫(huà)面，在此分別設(shè)置各參數(shù)值；當(dāng)光標(biāo)移到某一參數(shù)時(shí)，在畫(huà)面的左下角會(huì)顯示此參數(shù)的含義和設(shè)置選項(xiàng)。

有些參數(shù)以8位數(shù)值顯示時(shí)，在系統(tǒng)屏幕上從右到左依次為第0到第7位，下文中以“XX#0”表示第XX號(hào)參數(shù)的第0位，以“XX#2”表示第XX號(hào)參數(shù)的第2位。

1）按下“SYSTEM”功能鍵，再按[參數(shù)]軟鍵，找到參數(shù)設(shè)置畫(huà)面，在參數(shù)設(shè)置畫(huà)面可以設(shè)置I/O通道（20#）、各軸的互鎖信號(hào)無(wú)效（3003#2=1）、實(shí)際進(jìn)給速度顯示（3105#0=1）、主軸倍率顯示（3106#5=1）、伺服調(diào)整畫(huà)面顯示（3111#0=1）、主軸調(diào)整畫(huà)面顯示（3111#1=1）、操作監(jiān)控畫(huà)面顯示（3111#5=1）和主軸最高轉(zhuǎn)速（3741#）等。

2）在“參數(shù)設(shè)定幫助菜單”畫(huà)面中，選擇“伺服設(shè)定”，進(jìn)入“伺服設(shè)定”畫(huà)面，按下[操作][選擇][NEXT]擴(kuò)展鍵[切換]顯示設(shè)定畫(huà)面，在本畫(huà)面中可以設(shè)置電機(jī)代碼、指令倍乘比、柔性齒輪比N、方向、速度反饋脈沖數(shù)、位置反饋脈沖數(shù)等，通過(guò)[軸變更]軟鍵，在X軸和Z軸之間切換。

3）在“參數(shù)設(shè)定幫助菜單”畫(huà)面中，選擇“主軸設(shè)定”，進(jìn)入“主軸設(shè)定”畫(huà)面，可以設(shè)置：主軸最高速度、電機(jī)最高速度、電機(jī)回轉(zhuǎn)方向和位置編碼器旋轉(zhuǎn)方向等。

4）在“參數(shù)設(shè)定幫助菜單”畫(huà)面中，選擇“軸設(shè)定”，進(jìn)入“軸設(shè)定”畫(huà)面，可以設(shè)置：參考點(diǎn)返回方向、CNC控制軸數(shù)，空運(yùn)行速度，各軸快速運(yùn)行速度，所有軸的最大切削進(jìn)給速度，各軸手動(dòng)連續(xù)進(jìn)給速度，各軸的手動(dòng)快速運(yùn)行速度，各軸反向間隙等。

注意：有些參數(shù)設(shè)定后，要先斷電再上電才能生效，不同的機(jī)床有些參數(shù)的設(shè)定值也不同。

結(jié)語(yǔ)

數(shù)控機(jī)床的制造廠在機(jī)床出廠時(shí)就會(huì)把相關(guān)的參數(shù)設(shè)置正確、完全，同時(shí)還給用戶(hù)一份與機(jī)床設(shè)置完全符合的參數(shù)表。在數(shù)控機(jī)床驗(yàn)收時(shí)，應(yīng)把隨機(jī)所帶的參數(shù)與機(jī)床上的實(shí)際設(shè)置進(jìn)行校對(duì)，搞清參數(shù)的含義，為將來(lái)故障診斷掃除障礙。

參考文獻(xiàn)：