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隨著勞動(dòng)生產(chǎn)率的提高 現(xiàn)代工業(yè)要求對自動(dòng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)集群監(jiān)控 這樣做的好處一是集群監(jiān)控可以讓一個(gè)工人監(jiān)控一個(gè) 群大大節(jié)約人力資源 二是用 群 的概念極易構(gòu)建柔性生產(chǎn)線 三是群 與互聯(lián)網(wǎng)連接還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控 圖 1 是數(shù)控系統(tǒng)集群監(jiān)控的總體框圖 本文重點(diǎn)討論如何構(gòu)造群中的數(shù)控系統(tǒng)

群 中的數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)該能 上網(wǎng) 但是一般數(shù)控系統(tǒng)的 CPU 忙于在線插補(bǔ)運(yùn)算 是沒有時(shí)間 上網(wǎng) 的 參考文獻(xiàn)[1]提出了解決這一矛盾的方法 群 應(yīng)該具備哪些功能 功能在上位機(jī) 集群主控機(jī) 和下位機(jī) 數(shù)控系統(tǒng) 中如何分配 參考文獻(xiàn)[2]討論了這一問題

依文獻(xiàn)[2]確定圖 1 中的下位機(jī) 數(shù)控系統(tǒng) 基本功能有三

1 通信功能 接收來自上位機(jī)的 自定義指令和機(jī)加工數(shù)據(jù)流[1]接收上位機(jī)操作命令并執(zhí)行之 應(yīng)上位機(jī)要求上傳即時(shí)信息等

2 控制機(jī)床進(jìn)行機(jī)加工 依自定義指令和機(jī)加工數(shù)據(jù)流進(jìn)行零件加工

3 輔助功能 手動(dòng)功能 回零功能 對刀功能等綜上所述 本文給出可入群數(shù)控系統(tǒng)定義定義 處于圖 1 中 并依參考文獻(xiàn)[1-2]具有功能的數(shù)控系統(tǒng)稱為可入群數(shù)控系統(tǒng)

1 可入群兩坐標(biāo)數(shù)控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

數(shù)控系統(tǒng)的控制部分和驅(qū)動(dòng)部分構(gòu)成 驅(qū)動(dòng)部分與 集群 概念無任何關(guān)系 可以采用已有技術(shù) 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)或者伺服系統(tǒng) 控制部分采用性價(jià)比較高的單片機(jī)實(shí)現(xiàn)采用一片 8031 單片機(jī) 程序存儲器 ROM 容量和數(shù)據(jù)存儲器 RAM 容量都選用 32KB ROM 容量的選取基于筆者的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)RAM 容量的選取依據(jù)是因?yàn)閿?shù)據(jù)流驅(qū)動(dòng) RAM 大則能存放更多數(shù)據(jù)流信息 加工較大的工件 32KB 的 RAM 存放的插補(bǔ)數(shù)據(jù)流 其驅(qū)動(dòng)軌跡近 1300mm 滿足絕大多數(shù)情況下的加工要求輸入接口和輸出接口的和一般數(shù)控系統(tǒng)相同為實(shí)現(xiàn)入群概念 為串行口新增了半雙工通信接口電路 它包含電平轉(zhuǎn)換 以 RS-232 電平標(biāo)準(zhǔn)集群 增加了抗*力

2 可入群兩坐標(biāo)數(shù)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用前后臺程序結(jié)構(gòu) 除 零件加工 需驅(qū)動(dòng)刀架時(shí) 通信程序作為后臺程序外 其他工作方式下通信程序都是前臺程

序 筆者用串行口中斷服務(wù)程序充當(dāng)通信程序 定時(shí)器 0 中斷服務(wù)程序充當(dāng) 零件加工 中驅(qū)動(dòng)刀架的程序 兩程序的前后臺關(guān)系的

改變 由 CPU 對中斷優(yōu)先級的控制來實(shí)現(xiàn)

2.1 軟件總體介紹

主程序體現(xiàn)了程序總體結(jié)構(gòu) 圖 2 給出主程序流程圖

由圖 可見有零件加工 手動(dòng) 回零 對刀等四個(gè)功能程序段 另外還有三段中斷服務(wù)程序 控制加工速度的定時(shí)器 中斷服務(wù)程序 實(shí)現(xiàn)暫停功能的外部中斷 中斷服務(wù)程序 實(shí)現(xiàn)入群的通信程序 串行口中斷服務(wù)程序

與傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)相比 零件加工 程序分支有一定改變 大大簡化了通信程序?qū)儆趧?chuàng)新開發(fā) 其他程序段可以復(fù)用原來的程序 因此 本文只介紹通信程序

通信程序

串行口中斷服務(wù)程序即通信程序 它基于通信協(xié)議編制

通信協(xié)議

下位機(jī) 單片機(jī) 的串行口采用方式 與上位機(jī)通信 通信數(shù)據(jù)為 位第 位的意思是 表示該字節(jié)為地址 表示該字節(jié)為數(shù)據(jù)

下位機(jī)地址 定義 為廣播地址

廣播協(xié)議

上位機(jī)輸出廣播地址 隨即輸出數(shù)據(jù)包

下位機(jī)收到上位機(jī)的數(shù)據(jù)包后 準(zhǔn)備應(yīng)答信息 處理數(shù)據(jù)包 復(fù)位自己的串行口

點(diǎn)點(diǎn)協(xié)議

上位機(jī)呼叫下位機(jī) 若下位機(jī)回本機(jī)號 則上位機(jī)隨即輸出數(shù)據(jù)包 否則繼續(xù)呼叫

下位機(jī)收到上位機(jī)的數(shù)據(jù)包后 上傳應(yīng)答信息 處理數(shù)據(jù)包 復(fù)位自己的串行口其中 處理數(shù)據(jù)包 的意義是 若數(shù)據(jù)包為數(shù)據(jù)包 則將其數(shù)據(jù)場存入若數(shù)據(jù)包為數(shù)據(jù)包 則執(zhí)行數(shù)據(jù)包 的命令

上位機(jī)下傳的數(shù)據(jù)包格式

數(shù)據(jù)包 的格式

起始標(biāo)志場 數(shù)據(jù)場 結(jié)束標(biāo)志場 校驗(yàn)場

起始標(biāo)志場 個(gè)特殊字節(jié)

數(shù)據(jù)場 若干個(gè)字節(jié) 若數(shù)據(jù)場中有與特征字符 相同者在此數(shù)據(jù)后再插入一

結(jié)束標(biāo)志場 個(gè)字節(jié) 校驗(yàn)場 一字節(jié) 數(shù)據(jù)場數(shù)據(jù) 不含插入的 的累加和 累加時(shí)忽略產(chǎn)生的進(jìn)位

數(shù)據(jù)包 的格式 命令場 校驗(yàn)場

命令場與校驗(yàn)場為同一單字節(jié)數(shù)據(jù) 即上位機(jī)的命令 表 給

出命令的定義和下位機(jī)接收應(yīng)答的定義

下位機(jī)上傳的數(shù)據(jù)包規(guī)定為 個(gè)字節(jié) 個(gè)字節(jié)為前個(gè)字節(jié)累加和 用于校驗(yàn)

串行口中斷服務(wù)程序 通信程序

圖 和圖 為通信程序流程圖

結(jié)束語

本文是一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的技術(shù)方案 在筆者原先開發(fā)的產(chǎn)品 車床數(shù)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上 技術(shù)實(shí)現(xiàn)了文獻(xiàn) 的內(nèi)容 實(shí)現(xiàn)的方法簡單 原來的很多軟件可以復(fù)用 只是 零件加工 分支程序有所改動(dòng) 并新增加通信程序

較之一般的數(shù)控系統(tǒng) 可入群數(shù)控系統(tǒng)簡化了顯示 取消了鍵盤 降低了系統(tǒng)成本 必要的功能并沒有減少 且增加了入群功能此功能使它便于集群 而集群的意義不僅在于可降低人力資源的使用 若圖 的某些下位機(jī)換以機(jī)械手和傳送帶等 則可構(gòu)建柔性生產(chǎn)線 群還可通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控 由此可見 強(qiáng)化入群功能的可入群數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用前景是十分廣闊的

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