1 前语
跟着计算机技能的开展，Windows作为一个多窗口、多使命的新式的图形窗口操作环境，具有许多DOS不行比较的长处。它可完结使命、文件输出设备等的并行办理作业，并供给了健壮的功用以及友爱的图形用户界面(GUI)，它不只广泛用作办理业务型作业的支撑渠道，并且也被工业范畴的工程人员所重视。跟着工业PC大举进入数控范畴，数控冲床监控和编程体系的开发也愈来愈多地运用PC机的最新硬件和软件效果。跟着CNC技能和计算机技能的开展，在Windows环境下，选用先进的“5C”(Computer、Control、Communication、CRT、C/C 言语)技能，开发数控冲床的监控和编程体系，已成为一个潮流和方向。
根据工业PC、选用多处理器的结构、在Windows环境下开发冲床数控体系，这方面国外现已开端研发并推出了相应的产品。为在竞赛日益剧烈的商场中获得一席之地，咱们有必要罗致国外的成功经验，直接运用当今微电子、计算机技能的最新效果，赶快研发出适运用户要求、功用很强的高功用冲床数控体系，并尽力使其具有“先进性、实用性、商品化”三大特色，以不断增强在商场上的竞赛才能。
2 数控冲床CNC体系的全体规划
本数控冲床CNC体系的规划选用了国际上盛行的工业PC渠道，一起考虑到满意人机交互友爱和实时操控的要求，该体系选用工业PC双CPU前后台的结构，由上位机IPC586和操控机IPC486构成，如图1所示。后台上位机完结办理、监控、编程等功用，直接面临用户。前台操控机完结数据处理、实时操控以及状况检测等功用。前后台之间经过串行通讯的方法交流信息。CNC体系的运用软件包含上位机和操控机的运用软件，别离运转于Windows NT操作环境和DOS操作环境下，各自完结独立的功用。上位机的人机交互操控指令根据必定的通讯协议格局，转换为操控机可辨认的通讯编码，经过串行通讯方法传送至操控机，由操控机进行数据处理，并将其处理成果输送至冲床进行实践加工操控，一起该成果和冲床的实时运转状况信息也将经过串行通讯传送至上位机，反馈给用户。
图1 CNC体系结构
3 监控与编程体系的功用要求
根据CNC体系的全体规划要求和使命区分，监控和编程体系的操控和操作功用要求包含体系运转、加工文件办理、显现办理、体系确诊、编程、体系设置和办理等。
(1)体系运转
包含以下内容：
1)主动加工：有参考点设置、主动接连加工、主动跳选加工、主动开始码段加工和单步加工；
2)加工仿真：同上；
3)手动操控：包含接连进给、选模步进、模具接连、步进进给和手动速度；
4)MDI操控：指手动程序输入。
(2)加工文件办理
指加工文件的输入和输出。
(3)显现办理
包含X、Y向位移显现、运用刀具显现、零件加工图形显现、I/O显现和加工程序显现。
(4)确诊操作
包含通讯错误确诊、操作失误判别与报警和加工文件编程错误判别等。
(5)NC编程
包含图形主动编程和手艺编程。
(6)体系设置和办理
包含体系设置和刀具办理。
在本转塔式数控冲床的CNC体系中，用户经过监控和编程体系，进行人机交互操控，并从中获取冲床的加工信息。要求人机界面友爱，因此选用了Windows的操作环境。
4 监控与编程体系的全体规划
(1)监控与编程体系的规划准则
监控和编程体系的规划准则为面向出产和面向用户：
1)面向出产，使监控和编程体系能完结所要求的各项操控、办理和编程功用，面向操控和监测，完结实时操控和多使命。在体系的研讨和开发中，选用了Windows NT的多线程技能，并引入了面向方针的规划思维。
2)面向用户，要求人机界面友爱，易于移植、扩展和修正。人机界面是用户对体系质量点评的重要方面，漂亮、简练、易懂和操作便利的人机界面是体系开发的一个重要方面。体系开发时人机界面的作业量很大，操控范畴的软件体系一方面要接纳用户指令，一方面还要处理来自被控方针的实时监控信息，所以对体系的牢靠性要求比较高。人机界面为体系的实时要求和人的非实时性供给了必要的缓冲，确保了体系的牢靠性和实时性。
(2)监控与编程体系的全体结构规划
监控和编程体系的数据流图如图2所示，其间虚线方框内的手动处理、I/O处理、主动处理、仿真处理和回零处理等进程由操控机完结，其数据词典分类如下：
1)数据类：图形和加工数据、设置数据、MDI手动数据、主动和手动数据；
2)文件类：NC文件、GRA文件(图形和加工数据文件)和刀具文件；
3)指令类：输入指令、输出指令、手动操控指令、I/O查看指令、主动操控指令和回零操控指令；
4)操控信息类：手动操控信息、主动操控信息、回零操控信息和I/O查看操控信息；
5)NC代码类等：成果坐标、刀具参数、NC代码、NC代码段和I/O状况。
图2 监控和编程体系数据流图
监控和编程体系的全体结构分为三部分：监控子体系、编程子体系和刀具办理子体系，其间编程子体系包含图形编程和手艺编程两部分。手艺编程只需调用Windows中已有的编辑器如Notepad即可完结。监控和编程体系的结构如图3所示。监控、编程和刀具办理三个子体系别离完结体系的一部分功用，相对独立，不同子体系在数据结构、操控算法和操控形式等方面具有不同的性质和特色，一起，整个体系又是各子体系的有机组合，有着亲近的联络，因此各子体系之间有必要存在着信息交流和协调问题。在进行体系的研讨和规划时，应尽量削减各部分之间的耦合，以利于各子体系功用的完结；一起应坚持各体系之间明晰的信息接口，以增强体系的重构和扩展才能。图形编程体系菜单结构见图4，刀具办理体系的全体结构见图5。
图3 监控和编程体系全体结构
图4 图形编程体系菜单结构
图5 刀具办理体系的全体结构
跟着当今制作业灵敏快速制作的开展，数控冲床也向着具有多种复合功用、愈加安稳牢靠、更大柔性、习惯多种类小批量的方向开展，有树立冲压进程的柔性制作体系的开展趋势。本文在进行数控体系监控和编程体系的研讨和开发时，力求增强体系柔性，将监控和编程体系作为一个内部相互联络、彼此作用、彼此限制的集成性全体。本体系各部分的功用相对独立，刀具办理体系进行刀具库和刀塔的办理和操控，根据刀具和刀塔参数生成刀具文件；图形编程体系根据输入的图形和加工信息生成NC程序文件；监控体系则对冲床加工进行监控和操控。另一方面，整个体系又是一个彼此联络、彼此限制的集成性全体，图形编程时，要以刀具办理体系所生成的刀具文件为根据进行人机交互刀具挑选；而在对冲床进行主动加工操控时，需求输入相应的NC程序，并且在加工前要进行刀具查看，查看该NC程序所需刀具和刀塔上装置的刀具是否共同。图6所示为本体系各部分之间的联络。
图6 监控和编程体系的内部联络
体系的全体操控流程如图7所示。体系敞开，上位机与操控机、冲床联机后，即可进行冲床监控，一起进行在线编程和刀具办理；也可独自进行离线编程和刀具办理。
图7 体系全体操控流程
如上所述，本体系被区分为监控、编程和刀具办理子体系，而在各子体系的研讨和开发进程中，作者引入了面向方针的规划思维，并选用盛行的Windows NT技能处理了一些核心问题。
(3)监控与编程体系开发的技能计划
在监控和编程体系的开发中，作者选用了Microsft Windows NT 4.0操作体系，开发渠道选用了Microsoft Visual C 4．0。
1)因为本监控和编程体系为工业操控范畴体系，所以操作体系的安全性显得十分重要。Windows NT彻底利用了Intel 80386芯片保护形式的安全特性，操作体系的各级模块运转在不同的权限等级傍边，相互不能搅扰，各进程也运转在彻底独立的虚拟机(VMM)中，对操作体系和其它进程无法干涉。Windows 95和Windows NT有许多相同之处，但Windows 95规划的方针是为PC干流体系配置操作体系，以遍及为主，而Windows NT则以高技能、高功用为方针，其完善的功用监控以及事情登录服务，使它较Windows 95更好办理，更安全、安稳、健壮。在本体系的开发中选用既具有Windows 95操作体系友爱的人机界面，又具有十分安定的安全性的Microsoft Windows NT 4.0操作体系。
2)编程言语选用的是面向方针的C 言语，所选用的Microsoft Visual C 4.0是一个十分通用、盛行并且功用健壮的软件编程渠道。
5 定论
本文介绍了Windows环境下转塔式数控冲床监控与编程体系的全体规划，并具体地介绍了其功用要求、规划准则、全体结构和技能计划。该体系现已开发完结，监控和编程体系的全方位、多层次的测验标明，该体系根本达到了规划的功用和功用要求，转塔式数控冲床CNC体系的软硬件集成调试标明体系运转杰出，达到了预期的方针。本文完结的监控和编程体系界面友爱，功用较强，可根据出产实践情况修正和扩展，运用于实践出产中，该体系合适我国国情，具有杰出的运用远景。
