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数控体系的软件结构(CME988)

    1.多轴多通道数控软件结构

   
CME988数控体系是在DOS(或Windows)环境下运转的多轴多通道数控软件。一个通道便是一个完好的CNC操控功用,即能够操控一台机床,它包含机床的坐标轴X、Y、Z、…,主轴,刀库方位操控,PLC功用等。通道数和每个通道内的操控轴数,可由参数设定。
  从理论上讲,体系的通道数能够许多,但实际上,因为每个通道都占必定的硬件空间和硬软件的运转时刻,所以不可能无限多。本体系的硬件结构是单CPU结构,可选用四通道工作方法,最多联动轴为8轴。体系最小操控周期=3ms+2ms/通道数,其间3ms为体系运转所需的根本时刻,与通道数无关,每个通道还需占用2ms时刻。体系多通道软件结构框图,如图19-7所示。


图19-7  多通道软件结构暗示图

    为使数控体系操控多个通道,尽可能选用速度较快的PC。为了便运用户运用,体系软件选用两组设定。榜首级为体系装备级,第二级为参数装备级。体系装备级给定体系装备的上限,如最大通道数、每通道的最大轴数、体系的操控周期。在参数装备级,用户能够在给定体系的最大装备范围内,以参数方法设置机床的操控轴数、进给轴称号、是否要刀库方位操控、是否要主轴调速等操控。其暗示框图如图19-8所示。

   
图19-8  CNC体系应用软件生成
注:m=1~12,n=1~8,k=3~32ms

     2.一个通道的软件结构

     CME988软件的框图如图19-9所示。它有五个根本功用软件模块:CNC模块、PLC模块、会话编程模块、扩展数控言语模块和FMS网络通讯模块。这些模块是用C言语编写,与计算机和操作体系无关,这些模块具有可移植性。
    在DOS操作体系下,完结CME988软件的实时多使命操作体系,由该实时多使命操作体系调度五个根本软件功用模块,使五个软件功用模块能在DOS操作体系支撑下运转。

  
图19-9  CME988软件框图

   和PC外部设备(如显示器、磁盘驱动器和键盘等)的衔接,是经过BIOS软件模块(或用C言语编写)来完结的。该部分软件具有必定的兼容性,使其习惯PC外设不断发展的要求,例如习惯高分辨率的显示器、新式网卡等。
    CNC输入输出接口模块软件,是将CNC体系与机床进给伺服、主轴伺服、PLC进行信息交流。这部分软件是对用户敞开的,将依据方位操控和DI/DO的规划不同而不同。
    (1)CNC软件模块  其主要功用有:
    1)1~4个通道的操控。
    2)每通道最多8轴联动。
    3)直线、圆弧、螺旋线插补。
    4)刀具长度补偿、半径补偿、刀尖补偿和3D刀偏补偿。
    5)随机刀具办理,刀具寿数办理。
    6)伺服漂移补偿,螺距差错补偿。
    7)导轨直线度补偿,导轨笔直度补偿。
    8)反向空隙补偿。
    9)对称加工、份额缩放和软限位。
    10)运转状况主动记载,体系故障诊断。
    11)窗口和菜单方法操作,中英文提示。
    12)3维/2维图形仿真,可存储图形数据。
    13)多种车削、铣削和钻削固定循环。
   (2)扩展数控言语软件模块  这种言语类似于有些CNC体系供货商供给的用户宏程序功用,但比宏程序功用更丰厚和灵敏。机床制作商和运用机床的最终用户,能够运用扩展数控言语自行开发特别的操控功用。例如用扩展数控言语开发特种固定循环,也能够用这种言语把CME988扩展到用于步冲机、火焰切割机、弯管机等范畴。扩展数控言语的主要功用有:
    1)数学运算。
    2)逻辑运算。
    3)指定机床各轴运动指令。
    4)指定主轴运动指令。
    5)与PLC输入/输出接口交流数据。
    6)通道之间的数据交流与运转同步。
    7)磁盘数据办理和运转状况记载。
    8)子程序调用和跳转指令。
    9)体系运转操控,例如通道发动、暂停和复位等。
    10)运用扩展数控言语能够完结刀具长度的主动补偿。
    11)完结工件装置定位差错的主动补偿。
    12)完结刀具的主动替换。
    13)在扩展数控言语支撑下,可用一台CME988体系的一个通道为主通道,操控多个CNC体系,完结柔性制作单元的操控使命,如图19-10所示。


图19-10  柔性制作单元衔接方法

   (3)会话编程体系软件模块  本模块供给在CNC软件模块布景下操作,面向加工工艺的图形交互会话编程体系(针对车床、加工中心)。编程由中、英文菜单引导,由图形窗口支撑。此体系还能读入由AUTOCAD体系生成的CAD几许数据(DXF),附加必要的工艺信息,直接生成数控加工程序。
   (4)FMS通讯软件模块  它供给适用于FMS操控体系或车间办理的通讯协议,接口硬件能够依据数据通讯的速度要求,挑选RS232接口或者是ARCNET通讯网卡。ARCNET是一种规范的PC外部设备,通讯速度高,可带多个节点,可靠性高,特别适用于PC在工业环境下的联网运用。FMS通讯协议的主要功用有:
    1)履行CNC操作指令,发动、复位和暂停等。
    2)查询CNC体系的运转状况。
    3)CNC体系文件的办理,如发送、接纳、仿制和删去等。
    4)传送PLC操作指令,输入和输出。
    图19-11是由ARCNET联网方法的柔性制作体系。


图19-11  柔性制作体系暗示图

   (5)PLC软件模块  PLC模块是完全向数控体系用户敞开的模块。PLC程序的编制是用C言语完结的。C言语具有丰厚的功用,使PLC程序的编制简捷直观,逻辑性强,调试便利,是一般CNC体系内藏PLC的指令体系无法比拟的。为更便利编制PLC程序,该模块还增设了一些专用功用。为防止直接和CNC内核打交道,选用共用变量来使CNC和PLC间进行信息交流,用户只需对这些变量进行操作,即可完结与CNC程序的数据交流。
    界说了26种功用指令,如输入、输出、定时器、脉冲发生器等。
    经过PLC进行轴操控。
    为使PLC程序的编制简明方便,规划了名为US.C的所谓“用户PLC程序结构”,用户在编制自己的PLC时,只需在US.C的恰当部分填上自己的操控句子即可。
    用C言语编制的PLC程序经编译和体系软件进行衔接,生成最终的把CNC和PLC模块衔接在一起的操控程序,衔接流程如图19-12所示。


图19-12  软件衔接暗示图

    PLC程序的调用大致可划分为两个阶段。初始化PLC程序,存于init-PLC-user(){初始化内容}部分中,{  }中的程序只在体系加电时履行一次,该部分完结一些和机床的初始化状况相关的操作。另一阶段是体系每8ms履行一次其他的PLC程序。