分布式集散型線切割群控系統(tǒng)的設(shè)計
控制器控制器2I控制器況本系統(tǒng)以單片機控制器作為微型計算機的外設(shè)，對每臺線切割機實現(xiàn)對的控制。它是以1 189055為中心，人18隊55是和人18051基本相同的芯片，它們具有大致相同的基本功能和指令系統(tǒng)。入189055具有32根輸入輸出口線，和，2口還可以作數(shù)據(jù)線和地址線使用，用來對外部的數(shù)據(jù)和程序存儲器進行讀寫操作，芯片內(nèi)部還帶有3個16位定時器和5個中斷源。18虬55的**的優(yōu)點絡(luò)動網(wǎng)驅(qū)器述在于具的奶丁的內(nèi)部1序存諾器，如間木系統(tǒng)的許多，1級程序由微甩計算機執(zhí)。單廠機控制程序不是很大，因此，選用該芯片對編程和調(diào)試都很方便。
單片機控制器的系統(tǒng)硬件框2線切割控制器的設(shè)計是本系統(tǒng)的關(guān)鍵，它擔負著全系統(tǒng)中大部分的任務(wù)，也是實現(xiàn)自動控制的計算者和執(zhí)行者，必須具有定的運行速度和可靠的穩(wěn)定性，還必須為中心計算機提供數(shù)據(jù)和信息。
2線切割控制器硬件設(shè)計2.1通訊網(wǎng)絡(luò)作系統(tǒng)中，迎訊網(wǎng)絡(luò)足系統(tǒng)總的框架。是通過通訊線路并根據(jù)定的1辦議；1連起來的各種計算機結(jié)合，它的違度和1確率決定整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性決定系統(tǒng)的靈活性和實用性。
根據(jù)本系統(tǒng)的要求。要使系統(tǒng)的傳送違度高，距離遠?？垢蓴_能力要強。擴展性好，片此。選叫，6 485網(wǎng)絡(luò)，芯片采用，1河公司的，490.
1490是全雙工的芯片。，以，接32個同樣的接收器具過流和過載保護，平時的靜態(tài)屯流為300，可以抗15的電壓沖擊，輸入信號的范圍很大，可以由7，到+12，有3態(tài)輸出功能，信號的傳輸延時為30，信14的上，和1降斜坡時間為5心工作的闈高速度為2.51系統(tǒng)山微型汁算機的串行端口，或你12接網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動器，計算機的引出，0信號接到腦，490的尺0接收的信號輸出端，接收由遠處單片機送來的數(shù)據(jù)信號，信號接到河人，490的01信號的輸入端，將計算機的發(fā)送信號經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動器差分處理后的信號由差分輸出端經(jīng)過長距離算機的，路驅(qū)動器和同。
在系統(tǒng)的連接中，單片機和計算機的使用電平相反，計算機的串行端口是略232接口，輸出的是外設(shè)信號反饋，R制加，速度1485串行接門切削形數(shù)據(jù)存儲工件程序存儲器為中心步進電機驅(qū)動控制按鍵輸人55的系序片部成計90心機程單內(nèi)完和作8中片，在的，制，以為單統(tǒng)放機中控算接必須反向，將490的輸入和輸出怡號在相連時反向相接。即人接。3接，這樣既方便又可靠。
它是信號到達計算機的公共通道，其余的是在單片機上的信號處理芯片，將每個線切割控制器和計算機相通訊。
在系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，每個線切割控制器都有，己獨。的機號。機兮是在程序編制時將不同的機器號碼4入控制程序中。計算機讀每個線切割控制器的控制命令是通過串行接口傳送，而控制器在加工時接收命令是通過串行接口的中斷來實現(xiàn)。4，區(qū)分命令的代碼是識別碼+機號+操作碼，與前兩個接收的數(shù)擬是規(guī)定的識別碼和自己的機號時，則確認命令并報據(jù)命令執(zhí)疔不1的程序。完成要做的工作。否則，退出中斷。
根據(jù)木系統(tǒng)設(shè)訃要求，數(shù)據(jù)傳送的速度越快越好，似是，限于人1河8隊55的串行通訊能九般不宜很高，這樣可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。系統(tǒng)中490所出的通訊速度為96001或19200長期使用未曾出現(xiàn)誤碼。
2.2存儲系統(tǒng)在本系統(tǒng)中，存儲是個不可缺少的部分，它包括程序的存儲數(shù)據(jù)的存儲像的存儲工件程序2.2.1程序的奪儲在單片機控制器的設(shè)計中，程序是至關(guān)重要的，要求程序能長期使用而不能丟失或損壞。1入，8冗55內(nèi)部程序儲器足種電改寫乃能期穩(wěn)定存放加工程序。如果存儲器容域不夠。坯有選更高容量的芯廣，如7858程斤；容1可達到321.
2.2.2工件程序的奪儲在數(shù)控系統(tǒng)中，工件的程序代工件的形狀，是機床加工所分析和計算的對象，它的來源有如下幾個方面電報頭讀入紙帶利序法上編利輸入法計講幾自動編程沈1計講幾手工編程傳輸法等。各種方法各有利弊，有的煩瑣，有的設(shè)備要求高，只有綜合利用才能體現(xiàn)優(yōu)點。
本系統(tǒng)中使用的是計算機自動編程和計算機手工編程相結(jié)合。自動編程是利用工件自動編程軟件，它能產(chǎn)生工件程序文件，直接讀取文件即可使用；手工編程是在計算機上用高級語言編寫工件程序，輸入后可以自動形成工件程序文件。并且纟時訃兌顯件的打體形狀。以供編程者修改。
工件程序在線切制控制器中的1放和使叫，必須具有以下的要求1能接收，序并按要求存放和讀?。?斷電后程序不丟失，能耐受般可能的沖擊而不會變化；3運行時和計算過程中的數(shù)據(jù)分開放置，減少程序變化的可能性。
根據(jù)以的要求，分析料中數(shù)據(jù)仍沿器的特性，選叫冊芯片24256，它既具有程斤存儲器封裝，容量為320只要單片機的兩根口線即可實現(xiàn)存儲和讀取的功能。由于是串行數(shù)據(jù)，因此存取速度較慢，大約需要幾個毫秒，但是在數(shù)據(jù)串行傳送時波特率不高，所以不影響計算機的工作速度。
在線切割控制中，工件程序般用38格式程序，即8切6瓜義7格式來條曲線的形狀和切割方向。在本系統(tǒng)中，8，采用4個字節(jié)來，**字節(jié)**位代符號，可以計算的值為2147 4836481至21474836487，范圍足夠使用，同樣8和田也是用同樣的位數(shù)，0，和2合起來用8位，**位為1時方向計數(shù)，為0時，方向計數(shù)，因此，條程序共計需要13個字節(jié)的存儲空間，為了能向更高的更完善的技術(shù)發(fā)展，在設(shè)計時將每條程序留20個存儲空間。另外，在每個工件程，的前面，還要放置件的總體1作參數(shù)，如工件的程序總數(shù)。1的初始位置他標計算機的形顯比例和起始坐標，共計用20個字節(jié)存放。這樣計戴片存儲器321如可以存儲的程序總數(shù)超過1儀W足夠用來存放艮人，復勺工f№l序，如實在不夠。№j可以l，裝，片存諸器即j擴展，f程序容量。
需要加工的工件程序是來源于計算機的自動編程或手工編程的程序，單片機控制器的程序是由計兌機過傳送命令，將所的數(shù)，糸浪±也按照38格式旭過絡(luò)線傳輸過來而得到存到數(shù)據(jù)存諸器中，并且根據(jù)上面的存儲規(guī)則將工件程序再保存到2化256中。如果按照960，的傳輸速率100條命令28的時間足夠完成。
2.2.3加工數(shù)據(jù)和形的存儲在加工過程中，加工計算程序比較復雜，加工時參與計算的參數(shù)很多，僅靠單片機內(nèi)部的數(shù)據(jù)存儲器是不夠的，必須外加數(shù)據(jù)存儲器擴展容量。數(shù)據(jù)存儲器中既需要存放參數(shù)又需要存放加工形，而形需要根據(jù)所設(shè)計形的點陣大小來決定存儲容量。為了做到斷電記億使下次加工能從上次加工采用冗余比較法判別斷點；由于加工計算速度較高，存放和讀取數(shù)據(jù)要快，因此，選用并行存儲芯片。
根據(jù)以上要求選擇存儲器河62256，外接電池保護供電，實際使用后效果不佳，經(jīng)常丟失形數(shù)據(jù)，使返回的形1們午多噪點。換用235.該芯片是8位自帶電池保護的非從失它和162256完全兼容，存儲器容量為3201存取速度分別為55如和70，8；可以單字節(jié)讀寫；內(nèi)置鋰電池，在無外電源的情況下，可以年數(shù)據(jù)不丟失；單5供電，功耗雙列直插封裝，超薄設(shè)計，具有極強的抗震性，內(nèi)部集成英國抗沖擊電路，具有萬無失的抗干擾能力。
235存諸，兒的前部分放置參數(shù)，后部分放置閣形。由于形要和以前的線切割系統(tǒng)設(shè)1相配合，因此選用600父400的點陣格式，并且用雙色顯走過的點為0，沒走過的點全為1；根據(jù)以上設(shè)出形需要2400001存諸位，付個字節(jié)存儲8位。因此，總共需要3000個卞節(jié)存放形，多公的足夠存放參數(shù)。如付形的要求提高，點陣變大。則可以選用更大容玷的存儲器。儲器系統(tǒng)中的片選位置決定它的地址足從8000始，到1結(jié)束。
3線切割控制系統(tǒng)的高級軟件設(shè)計本系統(tǒng)是計算機控制下的線1刀割群校系統(tǒng)，算機主要進行，級的計算和形顯功能，外圍的線切割控制器進行狀態(tài)監(jiān)控和工作命令傳送，它要完成的主要工作如下1線1刀割控制器的狀態(tài)監(jiān)櫛和操作控制作3.1線切割控制器的狀態(tài)監(jiān)控本系統(tǒng)是通過串行接口網(wǎng)絡(luò)將計算機和線切割控制器相連接，計算機必須預先知道各個線切割控制器的工作狀態(tài)，所以，必須對線切割控制器進行狀態(tài)監(jiān)控。對線切割控制器的狀態(tài)監(jiān)控是用計算機通過串行通訊對帶有不同編號的線切割控制器進行定時掃描查詢，根據(jù)返回的數(shù)據(jù)確定外設(shè)的狀態(tài)。當計算機發(fā)送命令中的機號和某臺線切割控制器的內(nèi)部設(shè)定機號相同時，該線切割控制器會向計算機發(fā)送響應信號，計算機判斷該機器狀態(tài)正常，屏幕上該號的按鍵變亮，可以控制；如得不到響應信號，認定該號碼的線切割控制器不能正常使用，并將該號的按鍵變灰，不能控制。
3.2串行通訊控制線切割控制器的工作本系統(tǒng)中，各個線切割控制器的工作主要是通過計算機的串行接口，利用咫485網(wǎng)絡(luò)的通訊，將計算機中的命令傳達到每臺線切割控制器，使系統(tǒng)能穩(wěn)定地進行加工。
要使計算機的命令能被每臺線切割控制器準確無誤地接收和確認，者之間必須有種可靠的協(xié)議，在本系統(tǒng)中是利用計算機傳送系列數(shù)據(jù)，結(jié)構(gòu)是標識符+機號+操作命令符，當線切割控制器接收到命令，判別命令的各個數(shù)據(jù)，確定是否要工作，根據(jù)判斷結(jié)果，執(zhí)行不同的操作。
在軟件設(shè)計時，將系統(tǒng)的控制部分的程序全部放在菜單欄的控制下拉菜單中，包括串口選擇系統(tǒng)辦狀態(tài)檢測力哲停形跟蹤等命令，每個菜。命令都能完成今獨立的控制作。
4力口工版蹤和形顯小S加工跟蹤和形顯是本系統(tǒng)顯加工形的兩種方法。形顯是將線切割控制器存儲器中的己經(jīng)加工的形整個傳送到計算機中，計算機通過計算顯形，該形只能是靜態(tài)的，不能實時反映當前的運行情況；加工跟蹤能跟蹤線切割控制器加工的每步，并且動態(tài)顯形；如果原先已有部分加工過的形，可以先傳送形再跟蹤。
閣形跟蹤叫來實時反映加工過程每1步的方法。設(shè)置個跟蹤命令，則機床每前進1個，要以的步進。就給兌機發(fā)送1個要顯的加工點BMigMI意跟蹤其中的每機床。加工跟蹤形砧是通過汁算機給線切割摶制器發(fā)送命令，接收到返〃1信后開始接收形數(shù)據(jù)。完成形接收和從。
完成后，不斷接收新，加點的坐標和數(shù)據(jù)，經(jīng)過坐標轉(zhuǎn)換，在中加上加工經(jīng)過的點，完成形跟蹤。完整的流程5.
在形傳送時，為了使數(shù)據(jù)能夠穩(wěn)定可靠，杜絕誤碼，因此增加了數(shù)據(jù)檢驗和校驗和誤碼檢驗功能。
退出跟踩住形接收顯水過程中。幅像需要30000個數(shù)據(jù)。而其中真正有加工點的數(shù)椐般不到5.
為了提高違度，在發(fā)送之前，單片機摶制器先對數(shù)據(jù)分類，將了加點的數(shù)據(jù)組合成數(shù)纟1.；然17將該數(shù)組節(jié)，共計發(fā)送4個字節(jié)的數(shù)據(jù)；這樣，不但單片機控制器的數(shù)據(jù)傳遞速度得到提高，而且，計算機可以根據(jù)接收的數(shù)據(jù)。位置計鋒校驗和，再和接收的校驗和進比較，如果+1就返回錯誤，笮片機控制器重新發(fā)送數(shù)據(jù)，從而解決傳送的誤碼問，使系統(tǒng)的像顯迅速而且精確。形顯程序是將接收的體坐標和整體布局映射而成的數(shù)據(jù)流，因此計算機的計算方法必須和線切割控制器的形存放原理和需要的4形！1加上。整個形的傳送大概，要356就；加工纟1洲伐返顯的加工形狀。
在闖形跟蹤的過1.力的步進每前迸IIiIWiaMmriIarwaMainftTt，步，單片機控制器就計算形顯的顯點上，并且向計算機發(fā)送跟蹤點的數(shù)據(jù)水平坐標兩個字節(jié)垂直坐標兩個字節(jié)，校驗和個字節(jié)，計算機接收到數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)校驗，確認正確時在屏幕的對應點上加上加工點，如果不正確，計算機發(fā)送錯誤信息，單片機重新發(fā)送上次的數(shù)據(jù)。這樣不斷重復運行，計算機就，艮蹤！小加1的形。
經(jīng)過加工工件的形跟蹤，計算機接收線切割控制器發(fā)送過來的1形顯數(shù)據(jù)，經(jīng)過計炻以到耐。1心要顯的坐標，然后在柬幕6切割跟蹤形忌本系統(tǒng)在研制成功以后，己經(jīng)在南京師范大學物理系的自動控制實驗室試用，它具有擴展數(shù)量多，成本低，穩(wěn)定性好，像顯和跟蹤清晰，布線方便，使用靈活等優(yōu)點，己經(jīng)得到廣泛的肯定。
霹參考文獻1譚錫林。計算機數(shù)控雙工方式與象顯技術(shù)。南京江蘇科技出版，1993.
2彭炎午。計算機數(shù)控系統(tǒng)肘。西安西北工業(yè)大學出版±，1988.
31畢承思?，F(xiàn)代控制機閑叫。北京機械工業(yè)出版社，1991.
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