基于ipc的数控火焰切割机cnc系统的研制

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1、基于IPC的数控火焰切割机CNC系统的研制基于IPC的数控火焰切割机C系统的研制一、引言　　目前国产数控火焰切割机C系统，采用的主机主要是单板机、单片机和DOS平台386CPU以下档次的PC机，其操作系统存在着性能和功能低下的问题，使用起来很不方便。因此有必要开发一种性能好、功能齐全、编程和操作都方便的C系统，一是对旧的数控火焰切割机控制系统进行更新，二是为新的数控火焰切割机进行配套。随着IPC机性能的提高和价格的降低，用IPC机开发C系统的巨大优越性逐渐显现出来。IPC机除了具有更高的可靠性和抗干扰能力外，和PC机一样具有高的运行速度、丰富的硬件资源(CPU、存储器、协处理器、软

2、硬件驱动器、串/并行口、中断、定时器、总线插槽、显示器、键盘、电源等)、软件资源(。由于486以上PC机高的运行速度，完全可以用一个CPU完成从系统程序管理到加工控制的所有工作，没有必要采用上、下位机的多CPU结构。图1　C系统硬件结构图　　三、数控火焰切割机C系统软件结构　　1.软件组成　　该C系统不但包含了普通C系统的所有功能，而且还具有切割前自动点火、预热、通切割氧、加工终结熄火，以及加工中割炬按加工轨迹快速回退和前进等适合其工艺特点的功能。除此之外，系统软件还具有完善的图形编程、仿形编程、各种二次曲线直接插补、加工轨迹动态跟踪显示、加工轨迹动态模拟仿真、故障诊断、加工程序通

3、讯传输等多种功能。在这些功能中，割炬按加工轨迹快速回退和前进功能，是为适应加工过程中时常发生的钢板个别部位切不透现象而增加的。在这一现象出现时，只要按下快速返回键，割炬便会按照原轨迹快速向回运动，等到达未切透处的起点时，按键抬起，割炬就会沿原运行轨迹重新进行切割。图2所示为该C系统软件的模块结构。由于该系统软件是在Windows界面下开发的，因此它具有Windows程序的所有优点：突破64kB内存的限制，可以同时运行多个应用程序(实时多任务)，方便于键盘和鼠标窗口操作等。图2　火焰切割机C系统软件模块结构　　2.编程方式　　该系统软件提供的编程方式有三种：图形编程，仿形编程，手工编

4、程。手工编程只是图形编程和仿形编程中的一个功能模块，即全屏幕程序编辑，所以没有在软件框图中单列。　　1)图形编程　　该系统的图形编程模块是在AutoCADR12.0的基础上开发完成的，除了具备AutoCADR12.0所有的功能外，主要增加了两个功能：(1)自动编程功能——将用AutoCAD生成的图形文件进行加工轨迹(直线、圆、圆弧、椭圆、折线)的信息提取、路径优化(目的是减少空行程)并转化成相应的加工程序，并能在加工轨迹中前后不连接的曲线之间加进空运行指令。在这里为了使加工的路径更符合加工工艺的要求，可以用人机交互的方式进行部分或全部路径的选取；(2)即时仿真功能——用得到的加工程

5、序进行插补运算和动态图形显示，如果加工程序正确，加工轨迹应能以另一种颜色的粗线条逐渐覆盖由AutoCAD绘制的图形，空运行轨迹也能以特定颜色的线条显示出来。这样编程，操作人员就可以很容易地检查判断加工程序和加工路径是否正确，是否符合加工工艺的要求，及时进行修改。　　AutoCAD具有强大的绘图功能。通过对AutoCAD的开发，使它变成了数控火焰切割机C系统功能强大的编程器，使之成为该C系统的一大特点。　　2)仿形编程　　对于没有尺寸标注，但有轮廓图样的工件，可用仿形编程的方式来实现对它的编程。程序的编制过程为：(1)对轮廓图样用扫描仪进行扫描输入，并形成二值图像文件，小的轮廓图样可

6、以一次扫描输入，大的轮廓图样可以分多次扫描输入，然后在图像编辑软件上进行拼接；(2)平滑降噪，同时对断线进行修补；(3)细化处理，得到轮廓线图像；(4)按给定的精度进行矢量化处理，并生成DXF图形文件。形成图形文件后，就可用上面开发的图形编程CAD软件进行编辑和编程。　　3.加工程序的快速图形显示和动态模拟仿真功能　　加工程序的快速图形显示有两个作用：一个是加工轨迹图形的预览，可以让操作者从众多的加工程序中找到要选取的程序；另一个是显示加工轨迹图形相对于工作台的大小和位置，同时显示在X方向和Y方向的两个最大加工尺寸，这样可以让操作者直观地了解加工的尺寸和加工的运行范围。加工程序快速

7、图形显示只显示加工轨迹，不显示空行程轨迹。　　动态模拟仿真功能也有两个作用：一个是检查加工程序有无语法错误，另一个是检查加工的路径是否正确合理、是否符合加工工艺的要求。动态模拟仿真不仅显示加工的轨迹，也显示空运行的轨迹(颜色不同)，同时还伴有坐标翻转显示，在动态模拟的过程中，操作者可以完全像实际运行一样作暂停、继续和单段运行等控制，速度也可以随时进行调节，可以得到加工的更全面的信息，判断加工程序的正确性和合理性。　　如果加工程序不符合加工工艺的要求，系统软件有将加工程