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根据计算机数控系统的工作原理和经济型数控系统的特点,结合当前国内冲床数控改造的需要,对基于双单片机冲床数控系统进行了系统的研究,采用模块化和主从系统的思想,开发了软件和硬件。
按照液压式冲床的功能要求和技术指标确定了数控系统的整体结构,该系统采用双单片机控制、液晶显示和步进电机驱动。数控装置可分为主单片机系统(主机系统)和从单片机系统(从机系统)两部分,主机系统负责人机界面管理、加工程序数据处理、串行通信;从机系统负责系统输入输出控制、插补计算和位置控制。主从系统各自独立执行程序,并行处理,采用共享存储器实现系统之间数据传送。
硬件部分对主、从单片机系统的各种硬件配置和接口电路进行了详细的设计,包括各种存储器的扩展、输入输出接口扩展、系统显示、控制面板和串行通信,同时给出了每部分在数控系统中的工作过程。对步进电机的速度控制方法进行研究,实现了对步进电机加减速控制;研究了液压主传动系统的控制方式和冲头的位置检测方法,并进一步分析了冲头和进给系统之间的协调运动关系。
根据硬件电路合理确定了整个系统的软件结构,基本是主机系统执行管理软件,从机系统执行控制软件。按照主从系统的软件结构、各部分完成的任务和程序设计思想,采用模块化设计方法,设计了每个系统的软件框架,并分别加入了系统的键盘模块、液晶显示模块、加工程序编制与数据处理模块、插补计算模块等,完成了系统在实验室阶段的仿真联调和调试,结果运行良好。
本数控系统既适合国内中小企业数控改造的需要,又实现了低成本自动化,因此具有一定的研究开发和应用价值。