發(fā)布時(shí)間：2018-10-12所屬分類(lèi)：科技論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：科技的不斷發(fā)展，數(shù)控技術(shù)在信號(hào)顯示方面也取得了技術(shù)性的突破，借助計(jì)算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)和LCD顯示屏，結(jié)構(gòu)主板及顯示卡等實(shí)現(xiàn)了數(shù)控機(jī)床信號(hào)的智能化顯示控制，實(shí)現(xiàn)了數(shù)控機(jī)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(jī)床信號(hào)顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
摘要：科技的不斷發(fā)展，數(shù)控技術(shù)在信號(hào)顯示方面也取得了技術(shù)性的突破，借助計(jì)算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)和LCD顯示屏，結(jié)構(gòu)主板及顯示卡等實(shí)現(xiàn)了數(shù)控機(jī)床信號(hào)的智能化顯示控制，實(shí)現(xiàn)了數(shù)控機(jī)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(jī)床信號(hào)顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行探討，以期實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床作業(yè)能力的優(yōu)化提升。
關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床,信號(hào)顯示系統(tǒng),設(shè)計(jì)控制
社會(huì)信息化建設(shè)進(jìn)程的加快，計(jì)算機(jī)制造和加工技術(shù)發(fā)展迅速，數(shù)控機(jī)床顯示系統(tǒng)也不斷優(yōu)化升級(jí)，其中最具前沿代表性的當(dāng)屬其信號(hào)顯示系統(tǒng)，而信號(hào)顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)與功能實(shí)現(xiàn)的分析則是數(shù)控機(jī)床技術(shù)改良升級(jí)必須關(guān)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(yùn)作效率，讓數(shù)控機(jī)床顯示系統(tǒng)實(shí)用價(jià)值更高。
1數(shù)控機(jī)床信號(hào)顯示系統(tǒng)的概述
當(dāng)前，數(shù)控機(jī)床人機(jī)對(duì)話(huà)主要通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)顯示屏和信號(hào)指示燈，常見(jiàn)顯示屏大小在15英寸，這意味著數(shù)控機(jī)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(kuò)展性的限制，其信息表達(dá)及呈現(xiàn)受限，加上現(xiàn)有信號(hào)指示燈內(nèi)容較為單一，主要通過(guò)閃爍進(jìn)行報(bào)警提示或者表明加工狀態(tài)。因此做好數(shù)控機(jī)床信號(hào)顯示系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)就具有現(xiàn)實(shí)必要性，設(shè)計(jì)并成功植入多角度，多色彩的三維立體顯示裝置是關(guān)鍵，能擴(kuò)展數(shù)控機(jī)床操作人員的管理區(qū)域，也帶動(dòng)屏幕顯示的清晰化，人性化，能做好各類(lèi)報(bào)警故障的分批處理。
基于LC的數(shù)控機(jī)床信號(hào)顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)本文研究對(duì)象是由64個(gè)LED組成的三維立體顯示點(diǎn)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(jī)床。該顯示系統(tǒng)原理是通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)中的PMC模塊的I/O接口和ATmega1280芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，其中芯片控制行和列，驅(qū)動(dòng)器向LED點(diǎn)陣發(fā)布信號(hào)，信號(hào)以圖案形式傳達(dá)信息。
2數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)構(gòu)成分析
數(shù)控機(jī)床由四大部分構(gòu)成，分別為數(shù)控機(jī)床主機(jī)、CNC、驅(qū)動(dòng)裝置和輔助裝置。其中占主體地位的是主機(jī)，主要負(fù)責(zé)處理各種切削任務(wù)。基于不同零件加工需要，有車(chē)床、鉆床、鏜床、磨床、重型機(jī)床等分類(lèi)。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(hào)后，有效存儲(chǔ)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的變換及插補(bǔ)運(yùn)算，確保數(shù)控機(jī)床功能的有效發(fā)揮。
驅(qū)動(dòng)裝置則是負(fù)責(zé)機(jī)器驅(qū)動(dòng)的，多數(shù)情況下，數(shù)控機(jī)床的驅(qū)動(dòng)運(yùn)行需要驅(qū)動(dòng)裝置響應(yīng)速度快，反應(yīng)靈敏，只有這樣的驅(qū)動(dòng)設(shè)置才能確保數(shù)字指令信號(hào)的有效跟蹤。數(shù)控機(jī)床的輔助裝置，其也是數(shù)控機(jī)床功能有效發(fā)揮必不可少的構(gòu)成部分。數(shù)控機(jī)床信號(hào)顯示系統(tǒng)不同規(guī)格層次，其對(duì)應(yīng)的顯示能力不同。低檔數(shù)控一般只有簡(jiǎn)單的數(shù)碼管顯示或簡(jiǎn)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(jī)對(duì)話(huà)，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(jī)床信號(hào)顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
3.1數(shù)控機(jī)床信號(hào)顯示系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)控制電路設(shè)計(jì)
數(shù)控機(jī)床信號(hào)顯示系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)是較為基礎(chǔ)的部分，當(dāng)前的驅(qū)動(dòng)電路有豎面驅(qū)動(dòng)和層面驅(qū)動(dòng)兩種。數(shù)控機(jī)床信號(hào)顯示系統(tǒng)中的LED立體顯示是4層點(diǎn)陣屏構(gòu)成，一層對(duì)應(yīng)一個(gè)獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)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(yáng)極連接到相應(yīng)的豎面驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的引腳上，而芯片負(fù)責(zé)將內(nèi)置程序輸出信號(hào)到點(diǎn)陣驅(qū)動(dòng)上，最終輸出到LED的指示燈上。完成整個(gè)數(shù)控機(jī)床信號(hào)顯示系統(tǒng)中的電路驅(qū)動(dòng)控制。
3.2數(shù)控機(jī)床信號(hào)顯示系統(tǒng)
PMC控制程序設(shè)計(jì)對(duì)于數(shù)控機(jī)床信號(hào)顯示系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，PMC的控制程序設(shè)計(jì)是相當(dāng)重要的部分。因?yàn)閿?shù)控機(jī)床信號(hào)顯示系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的LED立體顯示點(diǎn)陣共有64個(gè)輸出信號(hào)，基于經(jīng)濟(jì)適用的原則，我們將其按照紅和藍(lán)分類(lèi)，所有信號(hào)被分配成為8個(gè)字節(jié)，一個(gè)字節(jié)對(duì)應(yīng)有8個(gè)輸出信號(hào)，而數(shù)控機(jī)床信號(hào)顯示修通中的PMC控制程序則是通過(guò)格林碼和二進(jìn)制碼轉(zhuǎn)換程序?qū)崿F(xiàn)信號(hào)輸出，在具體的信號(hào)轉(zhuǎn)換中呈現(xiàn)梯形圖分布。
3.3數(shù)控機(jī)床信號(hào)顯示系統(tǒng)功能控制指令
通過(guò)梯形圖將數(shù)控系統(tǒng)二進(jìn)制信號(hào)傳送給數(shù)控機(jī)床信號(hào)顯示系統(tǒng)的PMC寄存器，然后在PMC邏輯運(yùn)算輔助下實(shí)現(xiàn)其到格林碼的轉(zhuǎn)換，從而將格林碼通過(guò)ATmega1280輸出給立體點(diǎn)陣LED，數(shù)控機(jī)床操作者可以通過(guò)對(duì)宏變量編程實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)信號(hào)控制的目的，以一個(gè)沒(méi)有被定義的M碼作為斷點(diǎn)定位的指令代碼，以M20為例，其對(duì)應(yīng)的指令格式就是M20EQ，在參數(shù)6071中設(shè)定數(shù)值為20，指令M20中的參數(shù)就按照系統(tǒng)格式進(jìn)行規(guī)范設(shè)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(hào)輸出通過(guò)參數(shù)賦值實(shí)現(xiàn)。
3.4數(shù)控機(jī)床信號(hào)顯示系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)
數(shù)控機(jī)床信號(hào)顯示系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)的目的是做好界面內(nèi)容的科學(xué)讀取與反映。基于界面實(shí)際設(shè)計(jì)情況，對(duì)應(yīng)位置輸入動(dòng)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(jī)床顯示子程序輸入?yún)?shù)是界面序號(hào)及動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的地址指導(dǎo)，基本的程序工作情況都是子程序通過(guò)參數(shù)傳遞與分析來(lái)反饋的，對(duì)應(yīng)參數(shù)傳到既定顯示界面，顯示界面基于編號(hào)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(hào)中，其中有一個(gè)字碼緩沖的時(shí)期，在緩沖完成后讀取界面存放的起始地址，從首地址開(kāi)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(yīng)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(rèn)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(huì)自動(dòng)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(shè)置安排。數(shù)控機(jī)床信號(hào)顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，顯示程序發(fā)揮重要作用。顯示程序是數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)程序的重要構(gòu)成，在編制顯示程序時(shí)，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(jī)友好對(duì)話(huà)到直觀呈現(xiàn)，從加工效率到運(yùn)行平穩(wěn)性等，都要在顯示程序編制中有所關(guān)注與解決。
最后是鍵盤(pán)子程序及流程圖的設(shè)計(jì)優(yōu)化。數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)對(duì)鍵盤(pán)的掃描是基于程序控制的方式，其中負(fù)責(zé)掃描狀態(tài)的是進(jìn)入鍵，可以反復(fù)掃描鍵盤(pán)，等待用戶(hù)從鍵盤(pán)上輸入命令或者相應(yīng)參數(shù)，在執(zhí)行鍵入命令或者進(jìn)行鍵入數(shù)據(jù)處理時(shí)，數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)不再響應(yīng)鍵入命令，因?yàn)殒I盤(pán)有鍵按下去后需要執(zhí)行對(duì)應(yīng)指令和程序，因此在數(shù)控機(jī)床信號(hào)顯示系統(tǒng)鍵盤(pán)子程序的編程中必須選用標(biāo)志位，讓程序運(yùn)作更流程，更便于后期的維護(hù)。
4數(shù)控機(jī)床信號(hào)顯示系統(tǒng)的故障檢查
數(shù)控機(jī)床信號(hào)顯示系統(tǒng)在出現(xiàn)故障時(shí)，需要我們及時(shí)加強(qiáng)故障檢查，盡快解決故障問(wèn)題。具體來(lái)說(shuō)，數(shù)控機(jī)床信號(hào)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(shí)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(wú)明顯的變形及變色情況，確保部件無(wú)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(guò)觸摸感知其工作溫度是否合適，及時(shí)查看插件和電纜接觸是否穩(wěn)定等。
再次是檢查測(cè)量主板上12VDC是否正常，在無(wú)電壓的情況下要檢查插頭端相應(yīng)點(diǎn)的細(xì)節(jié)情況，及時(shí)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(duì)各等級(jí)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(shí)查看逆變器的工作運(yùn)行情況，做好逆變器電壓情況的分析。
5數(shù)控機(jī)床信號(hào)顯示系統(tǒng)的未來(lái)發(fā)展
數(shù)控機(jī)床發(fā)展到今天，為機(jī)械制造注入活力，帶動(dòng)機(jī)械制造行業(yè)的變革。數(shù)控機(jī)床加工柔性好，精度高，生產(chǎn)高質(zhì)高效。大大減輕了勞動(dòng)者的負(fù)擔(dān)，實(shí)現(xiàn)了勞動(dòng)力的解放。而控制系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床平穩(wěn)運(yùn)作的關(guān)鍵，隨著科技的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床信號(hào)顯示系統(tǒng)也不斷優(yōu)化升級(jí)。著眼于數(shù)控機(jī)床的未來(lái)發(fā)展，其將更加智能化。自適應(yīng)控制可以及時(shí)準(zhǔn)確地調(diào)整工作狀態(tài)，確保數(shù)控機(jī)床切削過(guò)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(cè)及補(bǔ)償功能。
借助CRT，利用鍵盤(pán)可以實(shí)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(jī)床技術(shù)的升級(jí)改良，數(shù)控機(jī)床信號(hào)顯示系統(tǒng)也將實(shí)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(duì)數(shù)控機(jī)床信號(hào)顯示系統(tǒng)的研究與關(guān)注，以科研創(chuàng)新帶動(dòng)技術(shù)的變革，生產(chǎn)力的變革。
6結(jié)束語(yǔ)
隨著科技的進(jìn)步，數(shù)控技術(shù)不斷改良，數(shù)控機(jī)床改良技術(shù)研究的關(guān)鍵在于控制系統(tǒng)，而信號(hào)顯示系統(tǒng)作為數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)中的重要構(gòu)成，在數(shù)控機(jī)床信號(hào)顯示系統(tǒng)的優(yōu)化研究中，我們必須做好參數(shù)的設(shè)置，程序設(shè)定的優(yōu)化，顯示界面的人性化處理等，讓數(shù)控機(jī)床信號(hào)顯示系統(tǒng)真正做好信息的傳輸，信號(hào)的傳遞，故障的提示等，讓數(shù)控機(jī)床運(yùn)作更平穩(wěn)，數(shù)控機(jī)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(jī)床各方面控制系統(tǒng)的優(yōu)化研究，才能帶動(dòng)機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新優(yōu)化。
參考文獻(xiàn)：
[1]郝麗娜.教學(xué)中對(duì)數(shù)控機(jī)床顯示系統(tǒng)改進(jìn)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(jī)床狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].鄭州大學(xué)，2017.
[3]周振.基于指令域的數(shù)控機(jī)床健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)[D].華中科技大學(xué)，2016.
[4]魏領(lǐng)會(huì).數(shù)控機(jī)床可用性耦合建模及影響度分析[D].吉林大學(xué)，2011.
