【文章內(nèi)容簡介】 e 1: printf(\a\nCommunication Error !)。 break。 case 0: break。 case 1: printf(\a\nCommand Error !)。 break。 case 2: printf(\a\nRadius or chord is 0 !)。 break。case 3: printf(\a\nLength is 0 or overflow !)。 break。 case 4: printf(\a\nVelocity or acceleration is less then 0 !)。 break。 case 5: printf(\a\nChord is greater than diameter !)。 break。 case 7: printf(\a\nParameter error !)。 break。 default: printf(\a\nError Code = %d ,rtn)。 break。 } }void main(){ short rtn。 rtn = GT_Open()。 error(rtn)。 //打開運(yùn)動控制器 rtn = GT_Reset()。 error(rtn)。 //復(fù)位運(yùn)動控制器 rtn = GT_ClrSts(1)。 error(rtn)。 //清除 1 軸狀態(tài)寄存器 … //其它指令 rtn = GT_Close()。 error(rtn)。 //關(guān)閉運(yùn)動控制器 } 伺服電機(jī)接口及驅(qū)動電路交流伺服電機(jī)有以下優(yōu)點(diǎn)：無電刷磨損，無火花產(chǎn)生，故壽命長，長期不須維修，工作安全可靠。輸出轉(zhuǎn)矩高，包括高速下的制動轉(zhuǎn)矩能在很寬的范圍內(nèi)保持較大的轉(zhuǎn)矩。交流伺服電機(jī)慣量小,轉(zhuǎn)速高； 1． 運(yùn)動控制器；2． 具有 ISA/PCI/PC104 接口的主機(jī)； 3. 步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)； 4. 驅(qū)動器； 5. 驅(qū)動器電源； 6. +12V/+24V直流電源（用于接口板電源） ； 7. 原點(diǎn)開關(guān)、正/負(fù)限位開關(guān)（根據(jù)系統(tǒng)需要可選）其中伺服電機(jī)既可以選擇交流伺服電機(jī)也可以選擇直流伺服電機(jī)。由于此系統(tǒng)使用的是 GEX00XG 運(yùn)動控制器，所以電機(jī)驅(qū)動器選為位置控制方式，且控制器和驅(qū)動器脈沖模式設(shè)置一致。下面看一下采用 GE 運(yùn)動控制器組成的控制系統(tǒng)典型連接見圖 11：圖 11 采用 GE 運(yùn)動控制器組成的控制系統(tǒng)框圖說明： NC、CNC 程序代碼自動執(zhí)行，連續(xù)運(yùn)動及點(diǎn)動運(yùn)動兩種手動運(yùn)動模式，加工圖像的預(yù)覽，可以實(shí)時顯示當(dāng)前坐標(biāo)、進(jìn)給速度等等系統(tǒng)狀態(tài)。2. 采用該類硬件平臺具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1） 抗干擾能力強(qiáng)，在惡劣工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境的設(shè)備運(yùn)行可靠。 2） 整體連接線少，安裝使用方便。 3） 設(shè)備占用空間小。： 1） 控制系統(tǒng)軟件具有加工模式和演示模式兩種模式。 2)控制系統(tǒng)軟件可實(shí)現(xiàn)沿原軌跡前進(jìn)和后退功能。 3) 控制系統(tǒng)軟件可實(shí)現(xiàn)任意指定預(yù)切點(diǎn)開始加工。 4) 控制系統(tǒng)軟件可通過對加工圖形的動態(tài)補(bǔ)償處理來彌補(bǔ)的偏差對加工的影響。 5 ) 控制系統(tǒng)軟件可在自動加工暫停后，設(shè)置加工中斷點(diǎn)，滿足自動加工靈活轉(zhuǎn)換的需要。 GE 運(yùn)動控制器的外形結(jié)構(gòu) GEX00SX 運(yùn)動控制器 ISA系列 GEX00SX 運(yùn)動控制器的外形結(jié)構(gòu)如圖 21 所示圖 21 ISA系列 GEX00SX 運(yùn)動控制器連接器與跳線器位置示意圖PCI 系列 GEX00SX 運(yùn)動控制器的外形結(jié)構(gòu)如圖 22 所示：圖 22 PCI系列GEX00SX 運(yùn)動控制器連接器與跳線器位置示意圖GEX00SX（其中 X00=200、300或400）運(yùn)動控制器的端子板外形結(jié)構(gòu)圖如圖 23 所示：圖 23 GEX00SX 端子板接口示意圖表 21 GEX00SX 端子板接口定義GEX00PX運(yùn)動控制器 ISA系列 GEX00PX 運(yùn)動控制器的外形結(jié)構(gòu)如圖 24 所示圖 24 ISA系列 GEX00PX 運(yùn)動控制器連接器與跳線器位置示意圖注：GE200PX、GE300PX、GE400PX 運(yùn)動控制器端子板外形結(jié)構(gòu)圖如圖 23 所示。 GE800PX 運(yùn)動控制器端子板外形結(jié)構(gòu)圖如圖 25 所示：圖 25 GE800PX 端子板示意圖GE800PX 運(yùn)動控制器端子板上接口定義如表 22 所示 表 22 GE800PX 端子板接口定義表 23 為 GE 系列運(yùn)動控制器上各連接器和跳線器的功能說明。 表 23 連接器及跳線器功能列表研究思路：　 “PC + 運(yùn)動控制器可充分利用計(jì)算機(jī)資源 ,用于運(yùn)動過程、 機(jī)械軌跡都比較復(fù)雜 ,而且柔性比較強(qiáng)，其核心由 DSP 和FPGA組成，PC機(jī)負(fù)責(zé)人機(jī)交互界面的管理和控制系統(tǒng)的實(shí)時監(jiān)控等方面的工作 (例如系統(tǒng)狀態(tài)的顯示、運(yùn)動軌跡規(guī)劃、 控制指令的發(fā)送、 外部信號的監(jiān)控等等 ) 。運(yùn)動控制器完成運(yùn)動控制的所有細(xì)節(jié) (包括脈沖和方向信號的輸出、 模擬輸出、 原點(diǎn)和限位等信號的檢測等等 )　 當(dāng)運(yùn)動卡接收到 PC機(jī)的指令后 ,向交流伺服驅(qū)動器發(fā)出同步控制信號 ,經(jīng)驅(qū)動器放大后驅(qū)動電機(jī) ,使電機(jī)按照相應(yīng)的頻率和角位移運(yùn)行。第四章 微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)人機(jī)界面的研究數(shù)控機(jī)床是現(xiàn)代制造技術(shù)的重要工具。本文從人機(jī)界面設(shè)計(jì)的概念及研究方向入手，充分考慮人的因素，對數(shù)控機(jī)床人機(jī)界面的設(shè)計(jì)原則進(jìn)行了初步探討。 數(shù)控機(jī)床是一種高科技的機(jī)電一體化產(chǎn)品，是由數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動裝置、機(jī)床主體和其他輔助裝置構(gòu)成的可編程的通用加工設(shè)備，它被廣泛應(yīng)用在加工制造業(yè)的各個領(lǐng)域。與通用機(jī)床和專用機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床最適宜加工結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、精度要求高的零件，以及產(chǎn)品更新頻繁、生產(chǎn)周期要求短的多品種小批量零件的生產(chǎn)。當(dāng)代的數(shù)控機(jī)床正朝著高速度、高精度化、智能化、多功能化、高可靠性的方向發(fā)展。數(shù)控機(jī)床的人機(jī)界面設(shè)計(jì)直接影響其工作效率和操作舒適性。因?yàn)榱己玫娜藱C(jī)界面操作簡單、有效，且具有引導(dǎo)功能，使用戶感覺愉快、增強(qiáng)興趣，從而提高使用效率。 人機(jī)界面（HumanMachine Interface）是人與機(jī)器進(jìn)行交互的操作方式，即用戶與機(jī)器互相傳遞信息的媒介，其中包括信息的輸入與輸出。應(yīng)結(jié)合心理學(xué)、人機(jī)工程學(xué)、計(jì)算機(jī)語言學(xué)、藝術(shù)設(shè)計(jì)、智能人機(jī)界面、社會學(xué)與人類學(xué)等多學(xué)科知識對人機(jī)界面設(shè)計(jì)進(jìn)行研究。其發(fā)展趨勢也向著更加人性化、高科技化的方向發(fā)展。 有學(xué)者認(rèn)為，人機(jī)界面設(shè)計(jì)可理解為廣義的人機(jī)界面設(shè)計(jì)和狹義的人機(jī)界面設(shè)計(jì)。狹義的人機(jī)界面是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的人機(jī)界面，又稱人機(jī)接口、用戶界面，它是計(jì)算機(jī)科學(xué)與心理學(xué)、圖形藝術(shù)、認(rèn)知科學(xué)和人機(jī)工程學(xué)的交叉研究領(lǐng)域，是人與計(jì)算機(jī)之間傳遞和交換信息的媒介，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)向用戶提供的綜合操作環(huán)境。從廣義的人機(jī)界面角度來講，它主要是研究人與機(jī)關(guān)系的合理性。人機(jī)界面中的“人”是指作為工作主體的人，包括操作人員、決策人員等。人的生理特征、心理特征以及人的適應(yīng)能力都是重要的研究方向。人機(jī)界面中的“機(jī)”是指人所控制的一切對象的總稱，包括人操作和使用的一切產(chǎn)品和工程系統(tǒng)。設(shè)計(jì)滿足人的要求、符合人的特點(diǎn)的“機(jī)”， 是人機(jī)界面設(shè)計(jì)探討的重要問題。數(shù)控機(jī)床的人機(jī)界面可分為軟件人機(jī)界面和硬件人機(jī)界面。 ，其用戶界面直接影響著數(shù)控機(jī)床的工作效率和效果。數(shù)控機(jī)床軟件界面的設(shè)計(jì)原則可歸納如下： (1) 一致性原則軟件人機(jī)界面的一致性原則主要是指在不同的系統(tǒng)之間及應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)部具有相似的界面外觀、布局、人機(jī)交互方式及信息顯示格式等。一致性原則有助于用戶學(xué)習(xí)機(jī)床的操作，并減少使用時的出錯率。 (2) 提供信息反饋信息反饋是指機(jī)床對用戶的操作所作的反應(yīng)，它可以表明用戶的操作是否為機(jī)床所接受、是否正確，以及操作的效果怎樣。反饋方式可以是文本、圖形和聲音等。 (3) 保持界面空間布局的合理性界面空間的布局應(yīng)簡潔明了。設(shè)計(jì)師應(yīng)根據(jù)對現(xiàn)實(shí)操作物的理解設(shè)計(jì)出能給用戶帶來方便的界面。例如數(shù)控鉆床CNC5000V200控制系統(tǒng)軟件的圖形界面中，有三個功能獨(dú)立的過程（PROCESS）：OPERATE，PROGRAM，CONTROL。每個過程分別服務(wù)于系統(tǒng)的操作者，程序員和監(jiān)控者（SUPERVISOR）。每一個過程都有自己的菜單行，在菜單行下的菜單是下拉菜單，具有自己的子菜單。子菜單可以被選擇，以進(jìn)行下一步的操作。 (4) 合理利用顏色和圖形界面上使用顏色可以更好地進(jìn)行提示操作，還能緩解操作者的視覺疲勞。所用顏色一般不超過3～5種。例如在數(shù)控鉆床CNC5000V200控制系統(tǒng)軟件的圖形界面中，高光表示被激活的過程（PROCESS），被激活的過程具有自己的色彩，并顯示為屏幕的前景，OPERATE對應(yīng)綠色，PROGRAM對應(yīng)深藍(lán)色，CONTROL對應(yīng)淺藍(lán)色。圖形具有直觀、形象、信息量大等優(yōu)點(diǎn)，在界面中使用圖形可增強(qiáng)操作的可理解性及易學(xué)易用性。 (5) 選擇適合的字型和大小一個界面中，最好不要有太多的字型，更不宜選用字型太復(fù)雜或軟弱無力的字體，越簡潔清晰則辨識性越佳。例如，字符高寬比可取2∶1或1∶1， 以便清晰識別。 由于數(shù)控機(jī)床應(yīng)用數(shù)字技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對機(jī)床的執(zhí)行運(yùn)動順序和運(yùn)動位移的直接控制，傳統(tǒng)機(jī)床的變速箱結(jié)構(gòu)被取消或部分取消了，因而機(jī)械結(jié)構(gòu)也大大簡化了。數(shù)控機(jī)床的硬件人機(jī)界面的設(shè)計(jì)原則可歸納如下： (1) 機(jī)床外觀色彩的設(shè)計(jì)原則。機(jī)床固定安置，工作氣氛平靜，因此色彩不宜過于刺激與興奮，也不宜過于沉悶，應(yīng)使操作者在工作時心情愉快。一般以純度低而明度高的顏色為宜，不宜大面積采用有刺激和興奮作用的色彩，但應(yīng)有適當(dāng)?shù)膶Ρ刃Ч?，一般采用裝飾色帶、面板色及警惕色與主體形成對比。對于大型機(jī)床設(shè)備，不宜采用太淺的顏色，如略帶中性灰的顏色可產(chǎn)生堅(jiān)固有力及穩(wěn)重的視覺感，同時可采用多色配置，避免整體色調(diào)較暗，達(dá)到既穩(wěn)重又生動和諧的效果。有些機(jī)床形態(tài)，豎向長且有高聳、不穩(wěn)定之感，為達(dá)到視覺上的穩(wěn)定性，可用線條或色帶對床身進(jìn)行橫向分割，利用分割錯覺調(diào)整視覺上的尺寸比例感覺，從而增加穩(wěn)定感。 (2) 機(jī)床外觀尺度與比例的設(shè)計(jì)原則機(jī)床主要部件之間，以及它們與整個機(jī)床結(jié)構(gòu)之間的尺度與比例，對機(jī)床造型設(shè)計(jì)來說是至關(guān)重要的。例如，在確定機(jī)床的基本尺寸時，運(yùn)用了“黃金分割”的原則，使機(jī)床的輪廓更緊湊、機(jī)床各部件的尺寸關(guān)系更協(xié)調(diào)，增加了機(jī)床造型的美感。機(jī)床是以水平線作為整體布局的基準(zhǔn)，各個部件之間均以水平線分割。水平線忌不整齊、無規(guī)則、無層次，要有嚴(yán)格的層次，要統(tǒng)一和協(xié)調(diào)，為機(jī)床增加精密感、規(guī)則感和穩(wěn)定感。機(jī)床的垂直劃分線不多，在其襯托下使機(jī)床的水平劃分更加突出。垂直劃分線應(yīng)簡明、規(guī)則、大方。此外，機(jī)床表面忌凹凸部位過多， 以防積存油污灰塵，不易清理。 (3) 機(jī)床工作臺面和控制面板的布置原則主工作臺面的高度應(yīng)根據(jù)操作要求， 按立姿， 坐姿，坐/立姿的操作要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。工作臺面上，像手輪和搖把類的手動操縱器的設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)功能和使用方式的不同，進(jìn)行大小、形狀、類別及位置的設(shè)計(jì)?？刂泼姘迳系目刂瓢粹o和顯示儀表，應(yīng)按功能區(qū)進(jìn)行劃分，同時滿足顯示控制相合性的要求，其位置高度和布置排列應(yīng)符合人機(jī)關(guān)系，使人方便操縱和觀察。例如，顯示儀表應(yīng)盡量放置在人的水平視線向下0～30176。的水平視野和人的垂直視野左右各15176。的范圍內(nèi)?？刂泼姘迳习粹o的顏色根據(jù)用途進(jìn)行分類，例如，紅色表示危險、停止、禁止等，可用于車床的自動報警按鈕、停止按鈕等。綠色表示安全、正常、運(yùn)行等，如機(jī)床的啟動按鈕就采用綠色。工作臺面上，位于操縱器上或側(cè)旁， 用文字或符號標(biāo)明其功能的標(biāo)號編碼， 宜用白色和黑色。 在數(shù)控系統(tǒng)中，人機(jī)交互界面主要用于進(jìn)行人機(jī)交互處理。即在用戶的配合下，利用各種交互設(shè)備完成CNC系統(tǒng)的連接、各種工作模式的選擇、調(diào)試運(yùn)行管理和維修。用戶按需選擇CNC系統(tǒng)的工作模式，進(jìn)行相應(yīng)數(shù)據(jù)和命令的輸入。CNC系統(tǒng)則適時針對用戶的操作進(jìn)行信息的反饋，向用戶提供系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，提供操作和學(xué)習(xí)幫助，當(dāng)出現(xiàn)操作錯誤和系統(tǒng)故障時，產(chǎn)生錯誤和警告信息。 CNC裝置為用戶提供的界面可分為程序控制界面、數(shù)據(jù)輸入界面和交互輸出三類。 (1)程序控制界面 程序控制界面的作用是接收用戶命令，完成對數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行的控制。如數(shù)控系統(tǒng)工作模式的切換控制等。它有命令語言、菜單、窗口和直接控制等形式。 采用命令語言形式時，用戶在系統(tǒng)提示符下通過鍵入命令來控制和操縱CNC系統(tǒng)的運(yùn)行。使用命令語言形式比較靈活，占用屏幕少，但命令語言難以學(xué)習(xí)和記憶，易出現(xiàn)輸入錯誤，因此數(shù)控系統(tǒng)中很少采用這種形式。 采用菜單形式時，CNC系統(tǒng)在顯示器的屏幕上提供一組可選的項(xiàng)目，使用者可以通過各種輸入設(shè)備進(jìn)行選擇。如:控制面板上的光標(biāo)移動鍵或字母、數(shù)字鍵等來選取其中某一項(xiàng)。 窗口形式的界面能同時顯示多進(jìn)程多任務(wù)的運(yùn)行情況，它在一個顯示屏幕上提供多個供用戶觀察或交互的視域，各個視域可完成或顯示不同的內(nèi)容，好象多個屏幕正在顯示。 (2)數(shù)據(jù)輸入界面 數(shù)據(jù)輸入界面主要用于向數(shù)控系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)輸入，它應(yīng)為用戶提供數(shù)據(jù)輸入格式，提供缺省值，提供容錯和修改功能，并向用戶回送輸入結(jié)果。 數(shù)據(jù)輸入方式可以是問答式輸入、填表輸入、菜單選擇輸入和直接操作輸入等。問答式輸入方式單調(diào)且速度太慢，在數(shù)控系統(tǒng)中多采用填表式數(shù)據(jù)輸入界面一數(shù)控系統(tǒng)在顯示器上給出一張有明確數(shù)據(jù)項(xiàng)名稱和范圍的表格，用戶可將一組數(shù)據(jù)，通過鍵盤較直觀的填入表格。菜單輸入和直接輸入都要求系統(tǒng)為用戶提供可以選擇的數(shù)據(jù)和對象，其輸入簡單、方便，但輸入數(shù)據(jù)被限制在預(yù)訂范圍內(nèi)、編程實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜。 數(shù)控系統(tǒng)中的刀具參數(shù)設(shè)置、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置和數(shù)控加工程序編輯等界面都屬于數(shù)據(jù)輸入界面。 (3)交互輸出界面 交互輸出界面的作用是組織數(shù)控系統(tǒng)的輸出，向用戶提供系統(tǒng)運(yùn)行的信息。在數(shù)控系統(tǒng)中，交互輸出信息主要包括::對用戶提供的操作請求、命令等信息作出響應(yīng)；