基于可編程多軸控制器的軟件控制系統探究

摘要：以可編程多軸控制器為載體的數控軟件控制系統，可令數控機械軸正確執行系統內部的邏輯指令，通過設備內執行機構、驅動機構的支持，完成雙向閉環類控制。基于此，文章對可編程多軸控制器特性進行論述，對基于可編程多軸控制器的軟件設計進行分析，并對軟件控制系統的實踐進行研究。

關鍵詞：可編程多軸控制器? 軟件控制系統? 可靠性

引言

近年來，機械加工產業的優化升級，對機械設備、工藝程序、軟硬件系統等提出更高的要求。可編程多軸控制器（PMAC）作為數控機床設備的重要組成部分，控制系統所提供的實現載體，可令數控設備進行多任務處理，極大提高數控設備的運行質量。本文則是針對PMAC系統結構對數控機床的軟件控制系統進行是相關探討。

一、可編程多軸控制器特性論述

可編程多軸控制器（PMAC）屬于一種運動控制器，內部具有獨立運算的功能，同時控制器系統可同時進行多任務處理，依據參數設定自動核驗內部執行任務的順序，然后按照任務等級來進行先后執行。此外，PMAC控制器可有效完成分化處理模式，通訊接口包含串行口、總線型兩種為主，即系統可單獨執行設備工作指令，其也可有效完成自主化運行。PMAC控制系統屬于模塊結構，在運行過程中，串行通訊模式可有效提高整體數據處理速度，此類處理速率極大降低數據信息在傳輸過程中的冗余性，令系統同時具備更多的軸控運動。PMAC內部的DSP功能，最多可保證8個機械軸同時運行，令系統控制與內務處理呈現出交互特性。

與其他機械類控制器相比較，可編程多種控制器具有一定的開放性功能，可由用戶對參數進行設定，共同分享寄存器資源，同時內部的接口地址呈現出是統一性，即為寄存器接口與PMAC接口相一致，可滿足設備不同情況下操控需求。

二、基于可編程多軸控制器的軟件設計

（一）可編程多軸控制系統開放性分析

可編程多軸控制系統可支持多種語言，用戶在實際應用過程中，可依據自身使用需求在軟件系統上進行交互設定，如VB、VC等。承接系統操控的外顯設備，可令操控人員對數控語言進行直觀化觀察，以保證及時將各項插補指令對系統工作形式進行更改，同時用戶還可進行自定義設定，打破原有代碼的結構，以此來完成不同語言架構模式下的數控運行。PMAC系統所提供的軟件控制功能，可更好的契合PLC控制器，通過多位操控形式，按照字節對整體系統進行有序控制。PMAC的網絡對接功能，令系統本身具有多軟件操控功能，然后通過相關網絡協議的設定，可與終端操控設備進行相連，更有利于設備的遠程操控等，提高軟件系統的應用質量。

（二）軟件控制系統架構組成

數字控制機床設備（CNC）的軟件控制系統在設定過程中，以內部應用程序為核心驅動，這也就為交互界面調用編程語言提供更大的可能，同時多語言融合與應用模式，可有效提高系統應用的效率性。通過CNC外部接口的一統性，可更加直接的建設支持CNC系統運行的各類軟件，然后由交互界面精準的顯示出應用程序。為迎合PMAC 系統的多通訊模式，以Pc43通訊驅動裝置為基體，可有效對系統通訊呈現出函數參數進行基于數據模型的分類，然后通過數據模型的映射，建構成符合操控人員操作需求的鏈接庫。此類函數參數在實際轉變過程中，可有效實現系統與數控設備之間的通訊，這也就簡化用戶的操控繁瑣度，即在指令下達時，操控人員無需經過端口便可直接完成一系列操作。同時，整體系統具有良好的可移植性，內部各類程序的聯動性較高，在對數據信息進行處理時，模塊化的處理機制，可降低內部數據信息傳輸與運算的冗余性，并可將信息精準的傳輸到對應終端，保證內部數據信息在執行單向傳輸、雙向傳輸時，不會受到耦合影響。軟件控制系統架構總成如圖一所示。

三、基于可編程多軸控制器的軟件控制系統實踐研究

為保證數控軟件控制系統的可實施性，首先，在承接軟件系統運行的硬件組成結構上，設定多軸數控系統的模擬實驗載體，數控機床X軸、Y軸、Z軸以步進電機為動力來源，編碼器為信息反饋機制，B軸、C軸以減速傳動為主（步進電機在動力傳輸是經由渦輪機構進行減壓處理）、編碼器為信息反饋機制。承接數控系統的功能實現載體，是以編程控制為主，利用可編程多軸控制器中的鏈接庫函數為運作節點，保證系統可精準執行參數，進一步實現人機交互操控形式。

（一）系統初始設定

軟件控制系統在運行過程中，初始化的作用是重新界定可編程多軸控制器的各類參數，吧部分代碼如下所示。

Priata form_load

Device ber=pma select? ?擇定可編程多軸控制器系統

IF（Device be>8//Device be<1）

END

Else

Return_vale=op device? 啟動可編程多軸控制器系統

Else

End

End sub

（二）手動控制

數控軟件控制系統中的手動操控功能在實現過程中，主要是由機械軸運動形式、進給形式、定位形式、轉速形式等為主，一旦機械軸界定完畢以后，承接機械軸運行的各個單元控件在語句指令的作用下，將觸發機構對某一個機械軸進行指令傳輸。當然，此類操作也可由手動控制來完成，另不同的操控形式可實現同步。機械軸在實現定位時，主要是以系統內參數坐標值來決定的，通過在文本框內輸入參數指令，然后由集成控制器對承接機械軸運動的電機驅動裝置進行運動控制，以確保機械軸在運動過程中的精度。在對機械軸的進給速度進行控制時，是以手動控制功能對系統內相關API函數參數的設定來實現的。

（三）G代碼

G代碼是維系數控機床運行的動態類程序，通過指令的定向化傳輸，令設備各個環節的運行具備一定邏輯性。可編程多軸控制系統中的語言指令區別于傳統的數控指令程序，其語言控制形式隸屬于高等級的語言編程一類，且語言執行過程中，可通過調動系統內子程序來契合G代碼編程的實現。由于可編程多軸控制系統中數據內存空間是有限的，如程序執行內存消耗過大的話，將無法令程序實現一次性操控，其需要將運動程序分化到內存緩沖模塊中。此類模塊是一種開源式設定，可保證程序在執行或緩沖過程中，可完成同步下載或覆蓋執行等，以保證整體系統執行指令的完成性。

（四）PLC實現

PLC控制系統是可編程多軸控制器的重要實現載體，通過邏輯性指令的執行，可令控制器精準的執行各項指令，其內部編程程序與PMAC同樣是高級語言的一種，內部執行速率較快。此外，PPLC、NC的CPU屬于共用型，其可有效降低設備外部接口數量，令PLC可精準執行PMAC的動態變量數據指令，以更有效的提高系統運行效率。

四、結語

綜上所述，我國工業產業的發展需要技術不斷創新來實現的，科研部門必須加大技術投入力度，針對承接工業生產的各項自動化設備進行分析，然后通過相關工藝的實施來正確界定更新方向，以提高我國機械產業的發展效率。

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作者簡介

曹慧（1981.11），女，漢族，江西九江人，九江職業技術學院，碩士，高級工程師，從事軟件技術方面研究。