【正文】 器接收來(lái)自閱讀機(jī)或零件程序儲(chǔ)存器的程序段。當(dāng)正常加工時(shí)，譯碼程序從這里取出程序段。當(dāng)從MDI鍵盤輸入程序段時(shí)，程序段被存入MDI緩沖器中，此時(shí)譯碼程序則從MDI緩沖器取出程序段。 圖32 輸入輸出管理程序輸出程序較為簡(jiǎn)單，它的功能是將調(diào)試成功的零件程序存入磁盤、磁帶、或穿孔輸出，以便長(zhǎng)期保存。 （3）譯碼程序數(shù)據(jù)段送入零件程序儲(chǔ)存器后，由程序?qū)⑤斎氲牧慵绦驍?shù)據(jù)段翻譯成本系統(tǒng)能識(shí)別的語(yǔ)言。一個(gè)數(shù)據(jù)段從輸入到傳送至插補(bǔ)工作寄存器需要以下幾個(gè)環(huán)節(jié)，如圖33。 圖33 譯碼程序譯碼程序?qū)⒘慵绦虻脑闯绦蜻M(jìn)行詞法和語(yǔ)法分析，發(fā)現(xiàn)可能的詞法或語(yǔ)法錯(cuò)誤，如無(wú)錯(cuò)誤，則對(duì)程序段的語(yǔ)義，即它能產(chǎn)生的動(dòng)作進(jìn)行分析；識(shí)別程序段所規(guī)定的G、M、S、T等功能，將它們翻譯成內(nèi)部表示形式存放在結(jié)構(gòu)信息表中，供執(zhí)行使用。（4）零件加工程序的編輯程序編輯程序?qū)嶋H上是一個(gè)鍵盤命令處理程序，它與鍵盤輸入通常成為一體，既可以用來(lái)從鍵盤輸入新的零件加工程序，也可以用來(lái)對(duì)已經(jīng)存儲(chǔ)在零件程序儲(chǔ)存器中的零件加工程序進(jìn)行編輯和修改。常用的編輯功能包括插入、刪除、查找、移動(dòng)等。 （5）機(jī)床手工控制程序機(jī)床手工控制程序是一個(gè)對(duì)操作面板和鍵盤來(lái)的命令進(jìn)行掃描的程序。它不斷地讀取操作面板和鍵盤地輸入信息，分析識(shí)別輸入地命令并進(jìn)行相應(yīng)地處理。這部分程序提供了在手動(dòng)調(diào)整狀態(tài)下通過(guò)機(jī)床操作面板控制動(dòng)作地功能。機(jī)床手動(dòng)調(diào)整動(dòng)作包括：各坐標(biāo)軸地運(yùn)動(dòng)、主軸運(yùn)動(dòng)、刀架的轉(zhuǎn)位、冷卻泵的開(kāi)停等。（6）插補(bǔ)運(yùn)算程序 插補(bǔ)運(yùn)算程序是根據(jù)建立的插補(bǔ)數(shù)學(xué)模型而編制的運(yùn)算處理程序，常用的脈沖增量插補(bǔ)方法有逐電比較法和數(shù)字積分法等。通過(guò)運(yùn)行插補(bǔ)程序，生成控制數(shù)控機(jī)床各軸運(yùn)動(dòng)的脈沖分配規(guī)律。采用數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)時(shí)，則是生成各軸位置增量，該位置增量用數(shù)值表示。 （7）伺服控制程序 伺服控制程序是插補(bǔ)程序每次運(yùn)行后的結(jié)構(gòu)，通過(guò)適當(dāng)?shù)倪\(yùn)算后直接輸出控制執(zhí)行元件的程序。當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)段開(kāi)始插補(bǔ)加工時(shí)，系統(tǒng)控制程序還要準(zhǔn)備下一個(gè)數(shù)據(jù)段的讀入、讀碼、數(shù)據(jù)處理等。 （8）系統(tǒng)字行自檢程序 在主控程序空閑時(shí)（如延時(shí)），可以安排CPU執(zhí)行預(yù)防性診斷程序，或?qū)ι形磮?zhí)行程序段的輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。診斷程序控制CNC系統(tǒng)各個(gè)硬件功能的正確性，指示可能存在的故障的位置與性質(zhì)，它的存在有助于操作人員定位故障部位，縮短系統(tǒng)維護(hù)時(shí)間，提高系統(tǒng)的可靠性。 本軟件采用模塊化設(shè)計(jì)，共分為：系統(tǒng)初始化模塊、工作方式選擇模塊、機(jī)床控制模塊、命令處理模塊、中斷處理模塊等。系統(tǒng)初始化包括：工作單元初始化，中斷延時(shí)初始化，系統(tǒng)診斷，數(shù)據(jù)區(qū)初始化，電源有無(wú)檢查等。該模塊程序框圖為圖34。 圖34 系統(tǒng)初始化程序框圖 工作方式選擇工作方式選擇包括：手動(dòng)，自動(dòng)，單段運(yùn)行，單步運(yùn)行，編輯等。該模塊程序框圖為圖35。圖35 工作方式選擇程序框圖 機(jī)床控制包括：X、Y、Z方向的進(jìn)給，電機(jī)的起動(dòng)、回零等。該模塊程序框圖為圖36。 圖36 機(jī)床控制模塊程序框圖 A/D轉(zhuǎn)換電路的程序設(shè)計(jì)89C51和0809以中斷方式，將輸入的模擬量進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)果存入40H單元。當(dāng)輸入的模擬量分別調(diào)至0V和5V，檢查40H單元內(nèi)容是否分別為0和FFH。電路如圖37： 圖37 A/D轉(zhuǎn)換電路程序框圖如圖38 圖38 A/D轉(zhuǎn)換電路程序框圖該軟件設(shè)計(jì)的匯編語(yǔ)言程序： ORG 4000H AJMP MAIN ORG 4013H AJMP INT10MAIN: MOV IE,00H MOV DOTR,0C000H MOVX @DPTR,AL2: SETB EA SETB EX1 MOV R7,47HL1: DJNZ R7,L1 CPL EA CPL EX1 AJMP MAIN 。進(jìn)入中斷服務(wù)INT1: MOV DPTR,0C000H MOVX A,@DPTR MOV 40H,A RET17個(gè)LED顯示器用8255的PB口和PA口分別作為字形和字位的輸出口，它們的地址分別為2F02H和2F01H，內(nèi)部命令/狀態(tài)寄存器地址位2F00H。工作方式命令字設(shè)為03H，使8255的PA、PB口工作于輸出方式，PC口工作于輸入方式。顯示電路如圖39，程序框圖如圖310。圖39 顯示器顯示電路 圖310 顯示器顯示電路程序框圖設(shè)70H～75H為顯示緩沖區(qū)，設(shè)字形碼表中段碼的順序是03FH、06FH、5BH、4FH、66H、6DH、7DH、07H、7FH、6FH、77H、7CH、39H、5EH、79H、71H、73H、3EH、31H、6EH、1CH、23H、40H、03H、18H、00H、00H、00H，該軟件設(shè)計(jì)的匯編語(yǔ)言程序： ORG 4000HSTART: MOV SP,60H MOV A,03H MOVX @DPTR,A MOV R0,70H MOV R3,01H MOV A,R3NEXT1: INC DPTR MOVX @DPTR,A INC DPTR MOV A,@R0 ADD A,11H MOVC A,@A+PC MOVX @DPTR,A ACALL DELAY INC RO MOV A,R3 JB ,NEXT2 RL A MOV R3,A MOV DPTR,2F00H AJMP NEXT1NEXT2: AJMP DIRDSEG1: DB 3FH,06FH,5BH,4FH,66H,6DHDSEG2: DB 7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CHDSEG3: DB 39H,5EH,79H,71H,73H,3EHDSEG4: DB 31H,6EH,1CH,23H,40H,03HDSEG5: DB 18H,00H,00H,00H 。延時(shí)子程序DELAY: MOV R7,02HDEL1: MOV R6,0FFHDEL2: DJNZ R6,DEL2 DJNZ R7,DEL1 RET4. 總結(jié)本文基本上覆蓋了機(jī)床控制部分?jǐn)?shù)控改造的所有內(nèi)容，對(duì)X6132銑床的數(shù)控改造設(shè)計(jì)，現(xiàn)在許多資料雖然也有相關(guān)介紹，但是要么介紹得不完整，要么介紹得較膚淺。本文詳細(xì)具體地論述了X6132臥式萬(wàn)能升降臺(tái)銑床控制部分經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造的改造思想、改造方案和改造步驟。改造銑床的目的是擴(kuò)大加工范圍、提高加工精度、提高加工效率、提高加工質(zhì)量。改造后的銑床不僅能夠完成以前的一般加工功能，而且還能加工復(fù)雜的高精度零件，擴(kuò)大了其加工范圍，同時(shí)使得加工后的零件精度和效率提高。基本上完成了X6132國(guó)產(chǎn)機(jī)床控制部分的數(shù)控化改造目標(biāo)。機(jī)床改造也有利有弊：利在于可以減少投資額、交貨期短，與買新機(jī)床相比，可以節(jié)省60％到82％的費(fèi)用，且改造費(fèi)用低。對(duì)于大型、重型機(jī)床這點(diǎn)尤其突出。而中小型機(jī)床則只要在機(jī)械部分作微小改動(dòng)，配以經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)和相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)即可滿足通常數(shù)控機(jī)床對(duì)復(fù)雜零件的加工，且價(jià)格大都比較便宜。而且舊設(shè)備操作者使用了多年，對(duì)其特性早已了解，機(jī)床改造后操作使用時(shí)間短，見(jiàn)效快，立即可以實(shí)現(xiàn)全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。新機(jī)床的話還要花一段時(shí)間來(lái)適應(yīng)。而弊在于數(shù)控改造不是所有機(jī)床都能改造，必須滿足很多條件，而且改造受到機(jī)床原來(lái)機(jī)械結(jié)構(gòu)的限制，不可能進(jìn)行突破性的改造。利用單片機(jī)系統(tǒng)來(lái)做經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)的核心，因?yàn)閱纹瑱C(jī)控制功能強(qiáng)，體積小，成本低，功耗小，使用方便。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，尤其是近幾年的突飛猛進(jìn)，單片機(jī)的擴(kuò)展功能大大增強(qiáng)原來(lái)很多機(jī)床改造用單片機(jī)都用8031，但是現(xiàn)在8031的功能已經(jīng)不滿足現(xiàn)在要求簡(jiǎn)潔、方便、創(chuàng)新的現(xiàn)代設(shè)計(jì)思想。經(jīng)過(guò)比較，本設(shè)計(jì)選用的89C51單片機(jī)來(lái)作為數(shù)控系統(tǒng)CPU，不僅減少了鎖存器，也使連線大大簡(jiǎn)化，而且功能比起8031更加完善，更加齊全。現(xiàn)在用可編程序控制器（PLC）改造機(jī)床也是一個(gè)不錯(cuò)的方案。PLC的編程比單片機(jī)的編程簡(jiǎn)單得多，而且功能也比單片機(jī)強(qiáng)很多，現(xiàn)在很多數(shù)控改造都用PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于本人對(duì)PLC的相關(guān)知識(shí)了解較少，故本設(shè)計(jì)用了單片機(jī)設(shè)計(jì)。 在此改造中，涉及到了機(jī)械、測(cè)控、電氣、計(jì)算機(jī)等多學(xué)科的內(nèi)容，為讀者提供了一個(gè)完整的參考。致謝我能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定的設(shè)計(jì)任務(wù)，除了自身的努力之外，另外是離不開(kāi)老師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助，在此特向我的導(dǎo)師夏老師表示誠(chéng)摯感謝！在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)、論文的編寫過(guò)程中，一直得到夏老師的悉心幫助和教導(dǎo)，并為我提供了大量的理論資料和實(shí)踐機(jī)會(huì)，不僅為本論文的完成打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，而且為我個(gè)人能力的培養(yǎng)得到了很好的鍛煉。承夏老師與其它教師給我審閱和很多建議，提出了很多寶貴的意見(jiàn)，不僅是教我如何掌握知識(shí)，還指導(dǎo)我如何做事，如何做人，在此表示衷心的感謝。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，引用了有關(guān)教科書(shū)、資料、手冊(cè)、文獻(xiàn)、文章的內(nèi)容，在此向所有參考文獻(xiàn)中的作者致意最崇高的敬意和感謝！由于設(shè)計(jì)者的水平和時(shí)間有限，本次設(shè)計(jì)尚有許多不盡人意的地方。希望得到各位的諒解。參 考 文 獻(xiàn)【1】 于海生等,微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù),北京：清華大學(xué)出版社，1999【2】 劉 堅(jiān),機(jī)械加工設(shè)備,北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001【3】 戴 曙,金屬切削機(jī)床,北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999【4】 張建民,機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì),北京：高等教育出版社，2001【5】 鐘約先等,機(jī)械系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制,北京：清華大學(xué)出版社，2001【6】 王貴明,數(shù)控實(shí)用技術(shù),北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002【7】 中國(guó)機(jī)械工業(yè)教育協(xié)會(huì),數(shù)控技術(shù),北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001【8】 王愛(ài)玲,現(xiàn)代數(shù)控原理及控制系統(tǒng),北京：國(guó)防大學(xué)出版社，2002【9】 張毅坤等,單片微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用,西安：西安電子科技大學(xué)出版社，1998【10】 于濤等,數(shù)字控制技術(shù)與數(shù)控機(jī)床,北京：中國(guó)計(jì)量出版社，2004【11】 方建軍等,光機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì),北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003【12】 汪木蘭,數(shù)控原理與系統(tǒng),北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2004【13】 張新義,經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)設(shè)計(jì),北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1994【14】 魏俊民,機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì),北京：中國(guó)紡織出版社,1998【15】 李溪冰,機(jī)械設(shè)備控制技術(shù),北京：電子工業(yè)出版社,2002【16】 李錫雄,微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù),北京：科學(xué)出版社,1999【17】 董玉紅,數(shù)控技術(shù),北京：高等教育出版社,2005【18】 許吉慶等，X6132 銑床的數(shù)控改裝與設(shè)計(jì)，機(jī)械設(shè)計(jì)，7：3638，1997【19】 廖效果等，：華中理工大學(xué)出版社,1992【20】 陳 燕，實(shí)現(xiàn)機(jī)床自動(dòng)進(jìn)給的數(shù)控裝置，金陵職業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，16(1):2931,2001【21】 許吉慶等，單片機(jī)在數(shù)控銑床上的應(yīng)用，機(jī)電一體化，10：3233,1999附件圖紙硬件電路圖x6132數(shù)控改造縱向進(jìn)給圖x6132數(shù)控改造橫向進(jìn)給圖