一臺數(shù)控切割機的操作,很大程度上是基于對控制系統(tǒng)的評價之上,諸如工藝設(shè)計、繪圖處理、參數(shù)設(shè)置、現(xiàn)場操作、使用維護等都需要通過數(shù)控切割機的控制系統(tǒng)交互實現(xiàn)。從事數(shù)控切割機產(chǎn)品研發(fā)及銷售多年的東莞震磊利機電,因業(yè)務(wù)發(fā)展需要接觸到眾多的國內(nèi)外數(shù)控切割機控制系統(tǒng)品牌,就我們的觀點來看,評價一臺數(shù)控切割機控制系統(tǒng)好壞可以從如下幾個方面來分析:
一、界面設(shè)計
該控制軟件的界面分成三個區(qū)域:圖形仿真跟蹤區(qū)、狀態(tài)顯示區(qū)以及操作說明區(qū)。圖形仿真跟蹤區(qū)用于顯示數(shù)控加工文件所零件的圖樣,并在切割過程中跟蹤割炬的運動軌跡;狀態(tài)顯示區(qū)顯示切割機目前的狀態(tài)參數(shù),如切割速度、割炬當(dāng)前坐標(biāo)等;操作說明區(qū)簡要介紹各種功能所對應(yīng)的熱鍵,如暫停、返回、加減速及點動等功能的熱鍵。熱鍵的功能與操作面板上按鈕的功能相同。
二、系統(tǒng)初始化及切割等待
由于運動控制卡上的8255并行口和8254計數(shù)器均屬于可編程序芯片,因此,在它們工作前必須對它們進行初始化,按照工作方式確定它們的控制字。在初始化以后,系統(tǒng)便處于切割等待狀態(tài),此時可以調(diào)整機床的位置、檢驗自動點火裝置以及通氣用的電磁閥是否工作正常。
三、程序檢驗及圖形仿真
當(dāng)數(shù)控加工程序以后,首先要檢驗輸入的數(shù)據(jù)文件是否符合規(guī)定的要求,一旦發(fā)現(xiàn)的文件中有非法的指令,則退出控制程序,并提示編程人員哪一行出現(xiàn)哪一種類型的錯誤,編程人員修改好數(shù)控加工程序以后,可繼續(xù)進入控制程序。如果數(shù)控加工程序正確,系統(tǒng)便將讀入的數(shù)控加工程序經(jīng)過處理在圖形仿真區(qū)中畫出零件圖形,無論零件有多大或多小,系統(tǒng)都能自動按比例縮放。
四、數(shù)控加工程序處理
為了節(jié)省計算機在插補過程中的運算時間,在正式插補前對數(shù)控加工程序作一些預(yù)處理是十分必要的,預(yù)處理主要包括長直線段的預(yù)處理和圓弧的預(yù)處理。由于運動控制卡一次計數(shù)的范圍有限,因此當(dāng)長直線段超出計數(shù)器的計數(shù)范圍時,須將長直線段分解成若干段小直線段,防止計數(shù)值溢出。又由于運動控制卡不能直接用來對圓弧進行插補,因此必須在誤差允許的范圍內(nèi)將圓弧分解成小直線段,在相同誤差范圍內(nèi),該方法對圓弧的分解是zui為有效的。從實際出發(fā),我們選擇zui大的誤差為1blu,即eh=er=1blu,則在計算出小直線段對應(yīng)的圓弧夾角α后,便可通過幾何關(guān)系計算出從圓弧起點到終點各小直線段的節(jié)點坐標(biāo)。
五、插補控制及軌跡的動態(tài)跟蹤
在插補過程中,計算機一方面根據(jù)數(shù)控加工程序中的數(shù)值以及各軸的脈沖當(dāng)量計算出x軸、y軸的脈沖數(shù);另一方面根據(jù)的切割速度,計算出各軸的分頻系數(shù)。并在上一條指令執(zhí)行結(jié)束時,將計算出的脈沖數(shù)和分頻系數(shù)送到對應(yīng)8254計數(shù)器的對應(yīng)通道。另外,計算機通過不停地讀回8254計數(shù)器的計數(shù)值,得到剩余的脈沖數(shù),經(jīng)過數(shù)據(jù)處理得到割炬當(dāng)前的屏幕坐標(biāo),并用小箭頭指示。因此從顯示屏上,操作者可以清楚地看到當(dāng)前的切割位置。
六、按原軌跡返回功能的實現(xiàn)
在切割過程中,若發(fā)現(xiàn)有未割穿的情況,此時可以按下暫停鍵,暫時中斷切割并自動關(guān)閉切割氧;再按下返回鍵,割炬便準(zhǔn)確地按原軌跡返回;待割炬返回到未割穿點以后,再次按下暫停鍵并按啟動鍵,切割機便自動打開切割氧,重新進行切割。在按下返回鍵時,計算機便從運動控制卡上的8254計數(shù)器中讀回剩余的脈沖數(shù),與原來的脈沖數(shù)進行比較,將差值送回8254計數(shù)器,并使方向信號反相,這樣便使割炬按原軌跡返回。在該指令結(jié)束時,使系統(tǒng)指回上一條指令,從而實現(xiàn)線段之間的連續(xù)返回。在返回過程中,指示割炬位置的小箭頭也按原軌跡返回。
七、系統(tǒng)管理
系統(tǒng)管理是用來在切割過程中對整個系統(tǒng)的管理,包括暫停、啟動、退出、升降速的控制以及對限位信號的處理。