數(shù)控機床信號顯示系統(tǒng)的設計及實現(xiàn)范文

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摘要：科技的不斷發(fā)展，數(shù)控技術在信號顯示方面也取得了技術性的突破，借助計算機數(shù)字控制技術和LCD顯示屏，結(jié)構(gòu)主板及顯示卡等實現(xiàn)了數(shù)控機床信號的智能化顯示控制，實現(xiàn)了數(shù)控機床操控作業(yè)的人性化和智能化。因此文章主要就數(shù)控機床信號顯示系統(tǒng)設計與實現(xiàn)進行探討，以期實現(xiàn)數(shù)控機床作業(yè)能力的優(yōu)化提升。

關鍵詞：數(shù)控機床；信號顯示系統(tǒng)；設計控制

社會信息化建設進程的加快，計算機制造和加工技術發(fā)展迅速，數(shù)控機床顯示系統(tǒng)也不斷優(yōu)化升級，其中最具前沿代表性的當屬其信號顯示系統(tǒng)，而信號顯示系統(tǒng)設計與功能實現(xiàn)的分析則是數(shù)控機床技術改良升級必須關注的內(nèi)容。也近顯示器代替原有的數(shù)碼顯示器，變成芯片替代邏輯電路，減少插件，提升運作效率，讓數(shù)控機床顯示系統(tǒng)實用價值更高。

1數(shù)控機床信號顯示系統(tǒng)的概述

當前，數(shù)控機床人機對話主要通過數(shù)控系統(tǒng)顯示屏和信號指示燈，常見顯示屏大小在15英寸，這意味著數(shù)控機床的操作者必須近距離觀察才能獲取信心，但是受系統(tǒng)擴展性的限制，其信息表達及呈現(xiàn)受限，加上現(xiàn)有信號指示燈內(nèi)容較為單一，主要通過閃爍進行報警提示或者表明加工狀態(tài)。因此做好數(shù)控機床信號顯示系統(tǒng)的優(yōu)化設計就具有現(xiàn)實必要性，設計并成功植入多角度，多色彩的三維立體顯示裝置是關鍵，能擴展數(shù)控機床操作人員的管理區(qū)域，也帶動屏幕顯示的清晰化，人性化，能做好各類報警故障的分批處理。基于LC的數(shù)控機床信號顯示系統(tǒng)設計本文研究對象是由64個LED組成的三維立體顯示點陣組成的光立方體的作為顯示控制系統(tǒng)主件的數(shù)控機床。該顯示系統(tǒng)原理是通過數(shù)控系統(tǒng)中的PMC模塊的I/O接口和ATmega1280芯片進行數(shù)據(jù)交換，其中芯片控制行和列，驅(qū)動器向LED點陣信號，信號以圖案形式傳達信息。

2數(shù)控機床系統(tǒng)構(gòu)成分析

數(shù)控機床由四大部分構(gòu)成，分別為數(shù)控機床主機、CNC、驅(qū)動裝置和輔助裝置。其中占主體地位的是主機，主要負責處理各種切削任務。基于不同零件加工需要，有車床、鉆床、鏜床、磨床、重型機床等分類。而起核心作用的是CNC，主要是零件程序的管控，在接收到信號后，有效存儲，進行數(shù)據(jù)的變換及插補運算，確保數(shù)控機床功能的有效發(fā)揮。驅(qū)動裝置則是負責機器驅(qū)動的，多數(shù)情況下，數(shù)控機床的驅(qū)動運行需要驅(qū)動裝置響應速度快，反應靈敏，只有這樣的驅(qū)動設置才能確保數(shù)字指令信號的有效跟蹤。數(shù)控機床的輔助裝置，其也是數(shù)控機床功能有效發(fā)揮必不可少的構(gòu)成部分。數(shù)控機床信號顯示系統(tǒng)不同規(guī)格層次，其對應的顯示能力不同。低檔數(shù)控一般只有簡單的數(shù)碼管顯示或簡單的CRT、LCD基本信息顯示。而中檔數(shù)控則具有較齊全的CRT、LCD信息顯示，不僅有字符，而且有圖形，人機對話，自診斷等功能。高檔數(shù)控還可以有三維圖形顯示。

3數(shù)控機床信號顯示系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

3.1數(shù)控機床信號顯示系統(tǒng)驅(qū)動控制電路設計

數(shù)控機床信號顯示系統(tǒng)中的驅(qū)動電路設計是較為基礎的部分，當前的驅(qū)動電路有豎面驅(qū)動和層面驅(qū)動兩種。數(shù)控機床信號顯示系統(tǒng)中的LED立體顯示是4層點陣屏構(gòu)成，一層對應一個獨立的驅(qū)動控制，四層的LED陰極相互連接構(gòu)成共陰極面，然后將LED的豎面的共陽極連接到相應的豎面驅(qū)動對應的引腳上，而芯片負責將內(nèi)置程序輸出信號到點陣驅(qū)動上，最終輸出到LED的指示燈上。完成整個數(shù)控機床信號顯示系統(tǒng)中的電路驅(qū)動控制。

3.2數(shù)控機床信號顯示系統(tǒng)PMC控制程序設計

對于數(shù)控機床信號顯示系統(tǒng)來說，PMC的控制程序設計是相當重要的部分。因為數(shù)控機床信號顯示系統(tǒng)對應的LED立體顯示點陣共有64個輸出信號，基于經(jīng)濟適用的原則，我們將其按照紅和藍分類，所有信號被分配成為8個字節(jié)，一個字節(jié)對應有8個輸出信號，而數(shù)控機床信號顯示修通中的PMC控制程序則是通過格林碼和二進制碼轉(zhuǎn)換程序?qū)崿F(xiàn)信號輸出，在具體的信號轉(zhuǎn)換中呈現(xiàn)梯形圖分布。

3.3數(shù)控機床信號顯示系統(tǒng)功能控制指令

通過梯形圖將數(shù)控系統(tǒng)二進制信號傳送給數(shù)控機床信號顯示系統(tǒng)的PMC寄存器，然后在PMC邏輯運算輔助下實現(xiàn)其到格林碼的轉(zhuǎn)換，從而將格林碼通過ATmega1280輸出給立體點陣LED，數(shù)控機床操作者可以通過對宏變量編程實現(xiàn)對應信號控制的目的，以一個沒有被定義的M碼作為斷點定位的指令代碼，以M20為例，其對應的指令格式就是M20EQ，在參數(shù)6071中設定數(shù)值為20，指令M20中的參數(shù)就按照系統(tǒng)格式進行規(guī)范設定。其中自變量地址為E，宏變量是#8，自變量II地址是Q，宏變量地址是#17。如果加工中斷，顯示信號輸出通過參數(shù)賦值實現(xiàn)。

3.4數(shù)控機床信號顯示系統(tǒng)的程序設計

數(shù)控機床信號顯示系統(tǒng)程序設計的目的是做好界面內(nèi)容的科學讀取與反映。基于界面實際設計情況，對應位置輸入動態(tài)字符，合成界面最終體現(xiàn)在顯示屏上，并做好突出展示。數(shù)控機床顯示子程序輸入?yún)?shù)是界面序號及動態(tài)數(shù)據(jù)的地址指導，基本的程序工作情況都是子程序通過參數(shù)傳遞與分析來反饋的，對應參數(shù)傳到既定顯示界面，顯示界面基于編號做好字符代碼的刷新，將參數(shù)放置到需要顯示的界面編號中，其中有一個字碼緩沖的時期，在緩沖完成后讀取界面存放的起始地址，從首地址開始讀取界面，然后判斷其是否是特殊字符，如果是特殊字符，用緩沖區(qū)內(nèi)相應的字符替換處理，或者其他有效處理。如果不是特殊字符，默認其為固定在界面中的字符，不需要緩沖區(qū)字符替換，根據(jù)代碼直接在顯示器中顯示。界面顯示完成后會自動退出顯示子程序，回到主程序。其次要做好界面顯示的流程圖及子程序設置安排。數(shù)控機床信號顯示系統(tǒng)設計與實現(xiàn)，顯示程序發(fā)揮重要作用。顯示程序是數(shù)控機床系統(tǒng)程序的重要構(gòu)成，在編制顯示程序時，要想確保其顯示功能的正常發(fā)揮，我們需要考慮多方面的要素。從人機友好對話到直觀呈現(xiàn)，從加工效率到運行平穩(wěn)性等，都要在顯示程序編制中有所關注與解決。最后是鍵盤子程序及流程圖的設計優(yōu)化。數(shù)控機床系統(tǒng)對鍵盤的掃描是基于程序控制的方式，其中負責掃描狀態(tài)的是進入鍵，可以反復掃描鍵盤，等待用戶從鍵盤上輸入命令或者相應參數(shù)，在執(zhí)行鍵入命令或者進行鍵入數(shù)據(jù)處理時，數(shù)控機床控制系統(tǒng)不再響應鍵入命令，因為鍵盤有鍵按下去后需要執(zhí)行對應指令和程序，因此在數(shù)控機床信號顯示系統(tǒng)鍵盤子程序的編程中必須選用標志位，讓程序運作更流程，更便于后期的維護。

4數(shù)控機床信號顯示系統(tǒng)的故障檢查

數(shù)控機床信號顯示系統(tǒng)在出現(xiàn)故障時，需要我們及時加強故障檢查，盡快解決故障問題。具體來說，數(shù)控機床信號顯示故障的有效排查有以下思路。首先是外部檢查，主要是外部顯示組件的檢查，查看其是否存在變形的情況，屏幕破裂的情況。一旦發(fā)現(xiàn)損傷及時處理避免二次破壞。其次是做好主板指示器件指數(shù)的分析，查看有無明顯的變形及變色情況，確保部件無脫落，焊接穩(wěn)定。要查看電解電容是否存在漏液的情況，通過觸摸感知其工作溫度是否合適，及時查看插件和電纜接觸是否穩(wěn)定等。再次是檢查測量主板上12VDC是否正常，在無電壓的情況下要檢查插頭端相應點的細節(jié)情況，及時排除接觸不良的情況。繼續(xù)檢查12V/5V、5V/3.3VDC/DC模塊的輸出。最后則是對各等級電壓正常與否情況的分析判斷。確定發(fā)生故障的部位是主板還是液晶屏幕等。及時查看逆變器的工作運行情況，做好逆變器電壓情況的分析。

5數(shù)控機床信號顯示系統(tǒng)的未來發(fā)展

數(shù)控機床發(fā)展到今天，為機械制造注入活力，帶動機械制造行業(yè)的變革。數(shù)控機床加工柔性好，精度高，生產(chǎn)高質(zhì)高效。大大減輕了勞動者的負擔，實現(xiàn)了勞動力的解放。而控制系統(tǒng)是數(shù)控機床平穩(wěn)運作的關鍵，隨著科技的發(fā)展，數(shù)控機床信號顯示系統(tǒng)也不斷優(yōu)化升級。著眼于數(shù)控機床的未來發(fā)展，其將更加智能化。自適應控制可以及時準確地調(diào)整工作狀態(tài)，確保數(shù)控機床切削過程中始終處于最佳工作狀態(tài)。快速化，整體上將采用32位及以上的微處理器，數(shù)控系統(tǒng)的輸入、翻譯及編碼輸出處理效率更高。多功能，數(shù)控系統(tǒng)具有監(jiān)控、檢測及補償功能。借助CRT，利用鍵盤可以實現(xiàn)程序的輸入、編輯、修改和刪除等功能。現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)還具有硬件、軟件及故障自診斷功能。正是基于數(shù)控機床技術的升級改良，數(shù)控機床信號顯示系統(tǒng)也將實現(xiàn)高速化、多功能化及智能化的發(fā)展。而我們也必須加大對數(shù)控機床信號顯示系統(tǒng)的研究與關注，以科研創(chuàng)新帶動技術的變革，生產(chǎn)力的變革。

6結(jié)束語

隨著科技的進步，數(shù)控技術不斷改良，數(shù)控機床改良技術研究的關鍵在于控制系統(tǒng)，而信號顯示系統(tǒng)作為數(shù)控機床控制系統(tǒng)中的重要構(gòu)成，在數(shù)控機床信號顯示系統(tǒng)的優(yōu)化研究中，我們必須做好參數(shù)的設置，程序設定的優(yōu)化，顯示界面的人性化處理等，讓數(shù)控機床信號顯示系統(tǒng)真正做好信息的傳輸，信號的傳遞，故障的提示等，讓數(shù)控機床運作更平穩(wěn)，數(shù)控機床操作與使用更契合人的需求，操作更便捷高效。只有做好數(shù)控機床各方面控制系統(tǒng)的優(yōu)化研究，才能帶動機械制造產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新優(yōu)化。

參考文獻：

[1]郝麗娜.教學中對數(shù)控機床顯示系統(tǒng)改進研究的課題分析[J].現(xiàn)代職業(yè)教育，2017（18）：105.

[2]鄭博.一種數(shù)控機床狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].鄭州大學，2017.

[3]周振.基于指令域的數(shù)控機床健康狀態(tài)監(jiān)測[D].華中科技大學，2016.

[4]魏領會.數(shù)控機床可用性耦合建模及影響度分析[D].吉林大學，2011.

作者：周毅 單位：中國民用航空飛行學院飛機修理廠