1係統的構成及工作原理

　　該係統是由PC機和自行開發的數控控製板兩(liang) 級控製組成，其組成如圖l所示。主要功能部件有：

　　（1）PC機。可選用市麵上任何一種機型，也可利用閑置低檔配置的機型。在PC平台上可以開發出具有良好開放數控係統，從(cong) 而增強經濟型數控改造的整體(ti) 效果。

　　（2）數控控製板。考慮到經濟型數控改造的特點，數控板沒有采用常見的ISA總線插卡，而是結合本課題的具體(ti) 情自行開發一塊以8031單片機為(wei) 核心的數控控製板。它主要成實EI性任務，如機床狀態檢測、緊急情況處理、細插補運算、脈衝(chong) 分配等。PC機利用標準並行打印口與(yu) 8031進行通信，將預處理後的數控加工信息通過數控控製板完成對機床的控這種結構省去了打開機箱的麻煩，方便安裝和維護。為(wei) 提靠性和處理速度，采用硬件環形分配器產(chan) 生脈衝(chong) 控機的運轉。為(wei) 增強係統的抗幹擾能力，輸入輸出信號要經電隔離。

　　（3）機床本體(ti) 。為(wei) 滿足數控加工的要求，對原機床機械的改造主要有：①進給係統。拆除原機床進給箱、溜板箱內(nei) 的零部件及光杠、滑動絲(si) 杠、掛輪。縱、橫向以步進電機作為(wei) 驅動元件，經一級齒輪減速後由滾珠絲(si) 杠傳(chuan) 動。原橫向手動機構仍保留，以方便機床的手動調整。②主變速係統。保持原機床的主舳手動變速，數控係統僅(jin) 控製主軸電機的起、停和正、反轉。為(wei) 實現螺紋加工功能，往機床主軸末端安裝脈衝(chong) 發生器作為(wei) 主軸位信號的反鎖元件。③刀架部分，原機床手動轉位刀架保留不變。

　　（4）驅動電路。采用離低壓驅動方式，自行設計步進電機驅動電路板。

　　2　接口硬件設計

　　PC機的標準並行打印口是一個(ge) 具有25個(ge) 引腳，3個(ge) 端址的控製接口。本係統隻需把PC機插補後的數據快速的下傳(chuan) ，而上傳(chuan) 的隻是機床的少量狀態信息，機床的動作主要由8031來控製完成。這種情況很適合打印機接口的通信特點。利用打印機接口在和數控控製板之間通信，不需增加額外硬件，隻要把並行打的3個(ge) 端口根據數控加工的需要重新定義(yi) 即可利用，尤其適於(yu) 經濟型數控改造。數控控製板的有關(guan) 組成電路如圖2所示。

3　係統的軟件部分

　　本數控係統的軟件部分采用VC6.0編寫(xie) ，三維圖形實現。由於(yu) 軟件在PC平開發，因此適應能力強，界麵通俗易懂，三維圖形真實感強，係開放性能好，為(wei) 以後的升級維護和功能的擴充修改提供了條件。

　　用戶在數控加工時，先要生成後綴為(wei) .cnc的零件加工程此程序可由/CAM軟件自動編程，也可在本係統的程序輯窗口手工編寫(xie) 。然後，由數控係統軟件對加工程序進行檢查、編譯、粗插補，如果發現錯誤，則給出詳細的錯誤信息，便於(yu) 用戶修改。編譯通過後，生成可執行文件，利用加工預覽可以在加工前對加工過程仿真。在確認刀具軌跡符合要求況下，選擇操作麵板上的“自動”檔，並按動“開始”按鈕，PC機則將處理後的數據通過打印接口送給8032，8031按升降速度硬件環分，發送脈衝(chong) 給步進電機使機床動作，完成數工。限位、急停信號送入8031的外中斷引腳，發生緊急情況時，8031響應中斷，停止發送脈衝(chong) ，機床停止運動，同時向PC機發故障信號，使PC機停止向8031傳(chuan) 送數據，並在屏幕上顯示相的報警信息，用戶可根據報警信息的提示及時排除故障。

　　在本係統中，PC機和8031單片機之間快速可靠的數送是保證數控係統正常工作的關(guan) 鍵，也是一個(ge) 難點。

　　4　小結

　　基於(yu) PC的數控是目前開放式數控係統的一個(ge) 具體(ti) 發向。PC價(jia) 格的持續下降，特別是廉價(jia) 的低檔PC機，為(wei) 經濟型控化改造開辟了新的途徑。以PC為(wei) 平台，利用開放式數控對機床進行數控化改造，符合數控技術發展的潮流，也有利床的操作和維護，增強了其適應能力。在經濟型數控化改造中，充分利用並行打印口的功能，可降低開發成本，便於(yu) 係統的和維修。實踐證明，本數控係統功能完善，操作方便，成本低達到了數控化改造的要求。