數(shù)控機床運行的過程就是在數(shù)控軟件的控制下機床的動作過程。完好的硬件和完善的軟件以及正確的操作是數(shù)控機床能夠正常進行工作的必要條件。所以數(shù)控機床在出現(xiàn)故障之后,除了硬件控制系統(tǒng)故障之外,還可能是軟件系統(tǒng)出現(xiàn)了問題。
?、贁?shù)控機床停機故障多數(shù)是由軟件錯誤或操作不當引發(fā)的。
?、趦?yōu)先檢查軟件可以避免因拆卸機床而引發(fā)的許多麻煩。
軟件故障只要將軟件內(nèi)容恢復正常之后就可排除故障,所以軟件故障也稱為可恢復性故障。
1)軟件配置
總的來說,數(shù)控系統(tǒng)軟件包括3個部分。
第一部分由數(shù)控系統(tǒng)的生產(chǎn)廠家研制的起動芯片、基本系統(tǒng)程序、加工循環(huán)、測量循環(huán)等組成。出于安全和保密的需要,這些程序出廠前被預先寫入到EPROM中,構(gòu)成了具體的系統(tǒng)。這部分軟件對于機床生產(chǎn)廠和機床用戶讀出、復制和恢復都很難。如果因為意外破壞了該部分軟件,應注意所使用的機床型號和所使用的軟件版本號,及時與數(shù)控系統(tǒng)的生產(chǎn)廠家取得聯(lián)系,要求更換或復制軟件。
第二部分由機床制造廠編制的針對具體機床所用的數(shù)控機床數(shù)據(jù)、眥機床數(shù)據(jù)、PLC報警文本、PLC用戶程序等組成。PLC用戶可以隨時根據(jù)具體的使用要求和具體機床的性能對它進行修改。這部分軟件是由機床的生產(chǎn)廠在出廠前分別寫入到RAM和EPROM中,并且提供有技術(shù)資料加以說明。由于存儲于RAM中的數(shù)據(jù)容易丟失,所以機床用戶可以對這部分軟件數(shù)據(jù)進行改寫、清除。
第三部丹由機床用戶編制的加工主程序、加工子程序、刀具補償參數(shù)、零點偏置參數(shù)、R參數(shù)等組成。這部分軟件或參數(shù)被存儲于RAM中,這部分軟件或參數(shù)是與具體的加工密切相關(guān)的。因此,它們正確的設(shè)置、更改是機床正確完成加工所必備的。
以上幾部分軟件均可通過多種存儲介質(zhì)(如軟盤、硬盤、磁帶、紙帶等)進行備份,以便出現(xiàn)軟件故障時進行核查或恢復。
(2)數(shù)控機床的典型軟件結(jié)構(gòu)
CNC系統(tǒng)軟件由管理軟件和控制軟件組成。管理軟件包括I/O處理、顯示、診斷等。
控制軟件包括譯碼、刀具補償、插補運算、速度處理、位置控制等。數(shù)控系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)和硬件結(jié)構(gòu)兩者相互配合,共同完成數(shù)控系統(tǒng)的具體功能。早期的數(shù)控裝置、數(shù)控功能全部是由硬件實現(xiàn),而現(xiàn)代CNC的功能則由軟件和硬件共同完成。
目前CNC系統(tǒng)的軟件一般采用兩種類型的結(jié)構(gòu):前后臺型結(jié)構(gòu)和中斷型結(jié)構(gòu)。
1)前后臺型結(jié)構(gòu)所謂前后臺型是指在一個定時采樣周期中,前臺任務開銷一部分時間,后臺任務開銷剩余部分的時間,共同完成數(shù)控加工任務。定時采樣周期的經(jīng)典值為iOms,為一實時系統(tǒng)。前臺任務一般設(shè)計成中斷服務程序,主要實現(xiàn)插補、伺服控制、PLC功能和實時監(jiān)控等;后臺任務則包括數(shù)據(jù)輸入、譯碼、數(shù)據(jù)處理、顯示、通信及管理等實時性較差的一些功能,在結(jié)構(gòu)上是一個循環(huán)程序。
2)中斷型結(jié)構(gòu)CNC系統(tǒng)軟件的各種功能子程序被安排在級別不同的中斷服務程序中,整個數(shù)控軟件是一個大的中斷系統(tǒng)。通過各級中斷程序之間的通信實現(xiàn)管理功能。
(3)軟件故障發(fā)生的原因
軟件故障是由軟件變化或丟失而形成的。機床軟件一般存儲于RAM中。軟件故障形成酌可能原因如下:
1)誤操作引起在調(diào)試用戶程序或修改機床參數(shù)時,操作者刪除或更改了軟件內(nèi)容或參數(shù),從而造成軟件故障。
2)供電電池電壓不足引起為RAM供電的電池電壓經(jīng)過長時間的使用后,電池電壓降低到額定值以下,或在停電情況下?lián)芟聻镽AM供電的電池,或電池電路斷路或短路、接觸不良等都會造成RAM得不到維持電壓,從而使系統(tǒng)丟失軟件及參數(shù)。
這里要特別注意以下幾點:
?、賾獙﹂L期閑置不用的數(shù)控機床經(jīng)常定期開機,以防電池長期得不到充電,造成機床軟件的丟失。實際上,數(shù)控機床開機也是對電池充電的過程。