基于windows的车床微机数控系统研究

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1、基于Windows的车床微机数控系统研究摘要：本文论述了基于WindoFC，用VisualC++开发出来的软件稳定性好、可移植性强，而且软件与硬件相互独立，因此VisualC++成为控制系统程序的首选开发工具。软件开发采用“自顶向下”的模式，首先由人机界面开始搭建整个数控系统软件的框架，然后按照数控系统软件原理图的结构，对各功能模块逐个进行开发。在开发NC和PLC模块时要充分利用运动控制卡提供的功能函数库，通过调用库中的函数完成轨迹差补和I/O控制等功能。3．数控系统硬件设计依据微机数控系统的硬

2、件原理图，如图1所示，系统硬件的主体由PC机和运动控制卡组成，两者之间通过PCI或ISA总线进行连接。机床X/Z轴的伺服驱动单元以及刀架、行程开关等设备需要通过I/O接口板与运动控制卡的I/O口进行连接。因此系统硬件设计的主要任务是选购PC机、运动控制卡和伺服驱动单元等设备，研究运动控制卡和伺服驱动单元等设备的I/O接口信号规范，在此基础上设计I/O接口板，使设备之间的连接整齐有序。机床电器I/O信号极限和回零行程开关X/Z轴伺服驱动单元刀架、脉冲编码器X轴电机Z轴电机PC机PCI/ISA总线运

3、动控制卡I/0接口板I/0接口板图1数控系统硬件原理图4．数控系统软件设计　　整个微机数控系统设计的主要任务是设计系统软件。系统软件的工作原理如图2所示，整个数控系统运行在具有开放性的Windows操作系统平台上，数控系统软件通过WindowsAPI来共享Windows系统的资源，通过运动控制卡API来使用运动控制卡提供的控制功能。数控系统软件划分为人机界面、NC、PLC、参数设置和专家系统五大模块，每个模块又进一步划分成若干个小模块，这就使整个系统软件结构层次清晰。操作面板状态显示程序编辑程序

4、译码语法检查轨迹修正缓冲区刀架控制行程控制机床I/O控制参数设置参数管理知识库推理机工艺译码运动控制卡内部程序轨迹差补位置控制人机界面NCPLC参数专家系统速度控制数控系统软件ARK为“0”，表示缓冲区为空闲状态，此时译码线程可以将数据存入缓冲区，但插补线程不能读取数据；如果MARK为“1”时，表示缓冲区为写满状态，此时插补线程可以从缓冲区读取数据，但译码线程不能写入数据。多线程和缓冲技术可以实现译码和插补运算的并行处理，提高了系统的运行效率。4．图5语法检验4系统参数设置系统参数的设置与系统运

5、行性能息息相关，因此系统软件应具备对系统参数进行设置和管理的功能。系统参数包括坐标轴参数（电子齿轮比、坐标轴软限位、快速进给速度等）、误差补偿参数（反向间隙值、螺距误差补偿值）和机床参数等。为方便用户对参数进行管理，参数设置模块还具有对当前参数以文件形式进行保存、载入参数文件以及恢复默认值的功能。如图6所示。5．结束语　　开放式数控系统是数控系统发展的必然趋势，而基于Windows的微机开放式数控系统具有较强灵活性，可以充分利用PC机丰富的软硬件资源和强大的技术优势，有利于更完美地实现数控系统的

6、用户界面、图形显示、动态仿真以及网络通讯等功能。模块化的程序设计使系统的通用性和可移植性大大增强，同时也有利于系统日后的功能扩展。图6系统参数设置