數(shù)控系統(tǒng)的點(diǎn)動控制

摘要：點(diǎn)動控制是數(shù)控系統(tǒng)手工調(diào)節(jié)過程中不可缺少的一個重要功船．而點(diǎn)動過程則需要自動升降速．當(dāng)點(diǎn)動時間短還未達(dá)到最高速度時．也要從此速度開始降速．同時還要實(shí)時檢測是否到用戶設(shè)置的軟限位及機(jī)床硬限位．如果到達(dá)，禁止機(jī)床向超程方向運(yùn)行．因此詳細(xì)介紹點(diǎn)動控制的硬件結(jié)構(gòu)和軟件結(jié)構(gòu)的原理．給出具體的點(diǎn)動控制調(diào)度算法和中斷服務(wù)程序控制的框圖．

關(guān)鍵詞：數(shù)控系統(tǒng) 點(diǎn)動控制 中斷 限位

    無論何種數(shù)控系統(tǒng)，都有自動加工和手動加工，而手動加工中最重要的是點(diǎn)動控制．它直接影響數(shù)控系統(tǒng)操作的方便性和可靠性．無論是基于PC的數(shù)控系統(tǒng)[1]，還是基于單片機(jī)的數(shù)控系統(tǒng)，都用鍵盤輸入數(shù)據(jù)．鍵盤輸入有去抖動等一系列處理．當(dāng)某一鍵被按下不放時，而計(jì)算機(jī)又不能準(zhǔn)確檢測到這一位一直被按下，所以不適合于作點(diǎn)動控制．因此，只能采用輸入板的輸人口作點(diǎn)動控制．為了增加系統(tǒng)的可靠性和抗干擾性，輸入板采用帶光電隔離器，以避免外界的干擾沖擊數(shù)控系統(tǒng)．本文以三坐標(biāo)數(shù)控系統(tǒng)為例，研究點(diǎn)動控制的硬件結(jié)構(gòu)和軟件結(jié)構(gòu)．

1 硬件結(jié)構(gòu)

    三坐標(biāo)數(shù)控系統(tǒng)的點(diǎn)動控制在控制面板上設(shè)置為X，Y，Z 3個方向坐標(biāo)軸，共用7個按鍵，如圖1所示．其中，中間的波浪形按鍵“ ～”為快速運(yùn)行鍵．當(dāng)只按下x，y，z這6個方向上任一個鍵不放時，計(jì)算機(jī)按預(yù)先設(shè)置的某一低速（如1 000 mm •min-1 ）運(yùn)行．當(dāng)同時按下中間的波浪形按鍵，則數(shù)控系統(tǒng)按預(yù)先設(shè)置的某一高速（如6 000 mm •min ）運(yùn)行．在運(yùn)行過程中，數(shù)控系統(tǒng)自動升速[2] ，并實(shí)時判斷當(dāng)前位置是否將要到達(dá)軟限位，如果將達(dá)到軟限位則自動降速．當(dāng)?shù)竭_(dá)軟限位或硬限位時自動報(bào)警，且只有按相反方向按鍵才能控制機(jī)床運(yùn)行．當(dāng)還未到達(dá)軟限位而松開時，數(shù)控系統(tǒng)則自動降速．硬件接線如圖2所示。 設(shè)輸人口地址值為300H，各點(diǎn)動按鍵與輸人口對應(yīng)位分別為

    所有按鍵都為常開觸點(diǎn)．當(dāng)沒有按下任何一個健時，光電隔離器的光耦截止，計(jì)算機(jī)通過輸入口檢測到為高電平，即為1．當(dāng)某一個鍵被按下時，由于輸人端形成回路，有電流導(dǎo)通，引起光耦導(dǎo)通，計(jì)算機(jī)通過輸A日檢測到此對應(yīng)位為低電平，即為0．如果輸A板在光耦輸入端外面還有一個驅(qū)動放大元件達(dá)林頓管，它可以用來直接驅(qū)動繼電器，同時將信號反向．即當(dāng)某個按鍵被按下時，此對應(yīng)位為l；而當(dāng)松開時，此對應(yīng)位為0．

2 軟件結(jié)構(gòu)

    點(diǎn)動控制可以設(shè)置為一個獨(dú)立的子程序模塊，供任何數(shù)控系統(tǒng)使用，設(shè)為int POINT（void）．點(diǎn)動控制并不是簡單地只控制坐標(biāo)軸運(yùn)動和停止，還要考慮各種可能出現(xiàn)的情況．不管數(shù)控機(jī)床有多大，每一個坐標(biāo)軸總有一定范圍的行程，為了防止操作者在點(diǎn)動控制時超過行程，需要設(shè)置軟限位和硬限位．軟限位是控制機(jī)床坐標(biāo)軸在給定范圍內(nèi)運(yùn)行，其范圍可以由操作者設(shè)置調(diào)節(jié)．當(dāng)軟限位設(shè)置很大或有錯時，可以通過硬限位來限制機(jī)床坐標(biāo)軸運(yùn)動，以避免意外情況發(fā)生．因此，在點(diǎn)動控制過程式中，需要不斷檢測軟限位和硬限位并進(jìn)行判斷，當(dāng)?shù)竭_(dá)時停止機(jī)床坐標(biāo)軸運(yùn)動并報(bào)警．PO INT子程序返回參數(shù)即為超過限位標(biāo)志，設(shè)為

    如果返回參數(shù)為0，表示此次點(diǎn)動過程沒有超過任何限位．為了便于點(diǎn)動控制在任意菜單狀態(tài)都能運(yùn)行，將POINT子程序置于循環(huán)等待按鍵int getkey（void）．在子程序中，其工作原理如圖3所示.

    由于機(jī)床的各種插補(bǔ)運(yùn)動，都是采用08H定時中斷來實(shí)現(xiàn)前后臺控制點(diǎn)動控制也是如此，同時在每次按鍵按下和松開時，都要進(jìn)行升降速控制．點(diǎn)動控制子程序，主要包括點(diǎn)動控制調(diào)度模塊和控制坐標(biāo)軸運(yùn)動的中斷服務(wù)程序兩太模塊．點(diǎn)動控制調(diào)度程序，主要是判斷是否有點(diǎn)動按鍵按下，如果沒有，返回；如果有，則將相應(yīng)的坐標(biāo)軸方向運(yùn)動的中斷服務(wù)程序設(shè)置為08H號中斷定時調(diào)用的中斷服務(wù)程序．其控制框圖分別如圖4，5所示．

3 結(jié)束語

    根據(jù)此點(diǎn)動控制原理，可以任意增加點(diǎn)動控制坐標(biāo)軸軸數(shù)，包括控制旋轉(zhuǎn)軸．將其應(yīng)用于三坐標(biāo)數(shù)控銑床、石材柱帽柱座數(shù)控機(jī)床、雙搖臂雕刻機(jī)等數(shù)控系統(tǒng)中，具有良好的實(shí)用性．