刨床CNC系统硬件结构该数控系统采用PC总线、主频为600MHz的PCPU微型工业控制机作主机，具有标准64位数据总线和扩展功能灵活的插板式结构，可根据系统具体要求，进行结构优化配置，其配置。该数控系统利用IO/TIMER（并行输入/输出定时器）接口板上的8255A来控制两个步进电动机的运动，接收滑台回程和位置传感器信号、刀架限位开关信号、功能选择开关信号，利用板上的8253定时器记数器作为步进电动机中断运行服务程序的中断定时器，时钟频率取2MHz.
刨削加工CNC系统硬件结构3刨床CNC系统软件刨床CNC系统软件以Windows操作系统为平台，采用模块化、结构化的C语言做设计语言，系统软件的界面采用中文下拉和弹出式相结合的菜单结构，人机界面友好，操作方便。该系统软件主要由三个模块组成：程序编制、刀具位置调整和运行控制，在每一个模块中又分多个子模块。
刨削加工CNC系统软件结构31程序编制模块一个正确的加工程序编制要经过如下几个阶段：程序编制、语法检查、模拟仿真和刀具的干涉、过切检查。在该CNC软件系统中，加工程序编制可采用多种方式：图形自动编制，手工编程，列表曲线编程。列表曲线文件的数据和在别处编制好的加工程序可以通过软驱输入或采用全屏幕编辑器通过键盘输入，也可以通过串行通讯接口从其他计算机上输入。
图形编程包括以下几个步骤。
1）轮廓曲线的编辑输入：首先通过交互式图形操作界面，按照曲线的走向输入各段直线、圆弧。曲线输入后可以进行修改、放大、缩小和对称等编辑处理。
2）求偏置曲线：对上面编辑好的曲线，按要求的刀尖半径，生成等距曲线，即偏置曲线。
3）自动编程：将偏置曲线按照给定的精度要求用直线进行拟合，并转化为G代码加工程序。
4）模拟仿真运行：以模拟运行方式运行生成的加工程序，并动态地显示刀尖运动的轨迹。如果加工程序正确，模拟显示的轨迹会与前面的偏置曲线相重合。
列表曲线的编程，也要在图形编程界面下进行处理。首先读入列表曲线数据文件，按照数据文件中点的顺序，相邻点以直线相连，并显示出来。然后可以在此基础上进行样条拟合、光顺和偏置处理，再按精度要求离散成小段直线，并自动生成加工程序。
交互式图形编程和模拟仿真运行，使得复杂曲线和列表曲线加工程序的编制不仅效率高，而且方便、直观、可靠。
运行控制该CNC系统的运行控制功能主要包括以下几个内容：自动运行、快速空运行、手动运行和点动运行。自动运行是CNC系统运行控制的核心部分，它按加工程序运行。如果正在执行的加工语句的后一条指令是M32，则刀具根据滑台的往复运动信号作间歇进给运动，如果是M33，则作连续移动，滑台的往复运动信号对它不起作用，即实现快速空运行功能。加工中如果滑台停止往复运动，刀具的进给运动停止。
这一功能可以使操作者沿用刨床的操作习惯，通过控制滑台往复运动的启停，控制刀架进给运动的启停。
自动运行程序由前台和后台两部分程序组成，后台程序完成并行口8255A和定时器8253的初始化、指令译码、控制中断服务程序的执行频率（速度调节）、暂停、单段和启动控制、加工轨迹动态跟踪显示和坐标翻转显示，前台程序是中断服务程序，它主要完成插补运算、步进电动机运转控制、升/降速控制和接受滑台往返和位置传感器的信号。刀具的间歇进给运动是在滑台的返程过程中完成的。滑台一次往返刀具的进给量，可以通过功能键进行设定或修改，小为二个脉冲当量。自动运行程序的另一个功能，是在按下连续的功能键时，刀具的间歇进给可以变成连续进给，该功能键抬起时，刀具又可恢复间歇进给。在粗加工毛坯件时，由于加工余量的不均匀，有的地方可能会作空进给，采用此功能可以快速跃过此处，大大提高加工效率。
快速空运行也是按照加工程序控制刀具运动的，但它是作连续运行。通过它可以检查刀具和工件毛坯的相对位置关系，从而确定初次加工的刀具高度位置。这一部分的程序也是由前、后台两部分程序组成，结构和自动运行程序的结构类似，只是中断服务程序不受滑台往返的控制。
在选择开关处于自动运行的状态下，点动功能只是在滑台的返程中起作用，刀具连续移动大位移量可以设定。该功能为加工过程中的刀具位置调整带来方便。如在吃刀太深时，可在不停止加工的情况下提刀，减少吃刀深度。
根据选择，手动运行也可受滑台往返的控制，作间歇运动。手动功能可以用于平面的加工，而不用编程。这种方式为平面的加工带来方便。
刀具位置调整模块中的自动对刀功能的实现，笔者在参考文献<3>中已作介绍。
结语笔者采用自行研制的刨床CNC系统为某企业改造小型龙门刨床，成功地实现系统水环泵叶轮叶片模型的加工和系列罗茨真空泵叶轮大批量生产，不仅加工效率高，加工质量也稳定可靠。经过近几年的不断改进和完善，该CNC系统已经成为集实时加工控制、图形自动编程、复杂曲线和列表曲线拟合、编程、刀具磨损补偿、自动对刀、模拟仿真和加工轨迹动态跟踪显示等多种功能为一体的控制系统。该刨床CNC系统，不仅适用于小型龙门刨床的数控改造，也适用于其他刨床的数控改造。
QQ交流群
