印制电路板数控机床微机控制的设计与实现

• 作 者: 孙宇
• 机 构: 西安科技大学
• 出 处: 西安科技大学
• 发表日期: 2008年期
• 关键词: 数控机床 印制电路板 微机控制 数控系统

本文以印制电路板数控钻铣机床为研究对象，为改善原有人机交互界面，提高系统实时响应性及整个系统的稳定性，研制了一种微机控制的数控系统。全文详细介绍了该数控系统的研制和开发过程。
设计中采用Pentium IV IPC机为上位机，Atmel89c52单片机作为下位机核心处理芯片，匹配多片8255芯片来扩展C52的IO口达到多路信号的传递和控制。以计算机的打印口作为两者间的通讯接口，充分利用了计算机的硬件资源也使整个系统更加稳定，由此构成主从式控制系统。
系统加工处理过程为：上位机将经过处理的工件加工控制指令和参数发送到下位机，监控下位机工作。下位机负责控制数控机床各执行机构进行工件的加工，并向上位机发出适时中断，以求应答。上位机利用现有微机丰富的软硬件资源，编制出了更加友好的人机控制界面，取代了原有的DOS界面；本系统特点是利用了Atme189c52单片机系统结构相对简单、工作可靠、价格便宜，且可以借助C语言、汇编语言等编制出执行机构的位置控制软件。上位机采用外部中断，保证了整个主从式系统具有良好的实时性。
采用本系统使原数控机床的扩充性及开放性更强，充分利用计算机软件发展的最新成果，使其编程系统的功能更加强大、开放性更强，增加了图形输入、轨迹生成与动态模拟等形象、直观、高效的新功能；使测量、编程、加工一体化，数控编程更加方便、高效，也为将来数控机床的网络控制打下基础。系统通过测试电路显示的编码信息与理论编码信息对比，结果是完全符合的，从而验证了整个系统设计的合理性。由于时间问题，上位机的软件系统还不太完善但基本功能已经实现，可以完成简单的加工任务。
文章着重阐述了主从式数控机床的整体结构、硬件设计及软件编程的基本原理和设计思想。包括以下五个主要部分：数控机床及控制系统的概述；下位机的软、硬件设计；计算机控制系统及步进电动机简介：上位机与下位机间通讯接口及通讯模式的选择；上位机软件的总体设计。