活塞是內(nèi)燃機的重要零件，是典型的非圓零件，活塞與缸體的配合程度是衡量發(fā)動機質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)在普遍采用的中凸變橢圓活塞，許多廠家采用靠模法加工，但由于硬靠模系統(tǒng)要用機械或液壓來實現(xiàn)隨動仿形，想要進一步提高精度和效率比較困難，而且靠模加工困難，制造成本昂貴。因此要求設(shè)計一種新型的數(shù)控車床來滿足中凸變橢圓活塞的特殊加工。具有高頻響應(yīng)特性的直線電機技術(shù)的發(fā)展，使得這種需求成為可能。在加工時，被加工零件安裝于機床主軸上，并隨主軸一起旋轉(zhuǎn)，刀具安裝在直線電機上，并隨直線電機相對被加工零件徑向作往復(fù)運動。由于中凸變橢圓活塞形狀極為復(fù)雜，所以插補時需要處理的數(shù)據(jù)量大，同時響應(yīng)速度也要求很高。另外，加工該活塞時，需要同時控制兩種不同類型的電機，一種是位置伺服，另一種是加工非圓截面的專用伺服——直線電機。通用數(shù)控軟件不能滿足加工活塞的這種特殊要求。本文所介紹的數(shù)控軟件系統(tǒng)是采用C語言和匯編語言混合編程，采用獨立模塊化設(shè)計，較好地解決丁主軸旋轉(zhuǎn)和刀具直線進給之間的關(guān)系。

1 系統(tǒng)的總體設(shè)計

　　本系統(tǒng)主機采用工控586機，系統(tǒng)數(shù)控軟件存放在微機硬盤中，系統(tǒng)啟動后，用戶可以通過菜單執(zhí)行各種操作。系統(tǒng)具有讀取加工程序。編譯，仿真，產(chǎn)生活塞加工數(shù)據(jù)、控制直線電機、插補，M、S、T在位檢測等CNC功能。其系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。

　　系統(tǒng)數(shù)控軟件采用分層次、模塊化設(shè)計。系統(tǒng)軟件按功能可劃分為若干個模塊，各模塊可單獨編輯、編譯。它們之間通過參數(shù)或數(shù)據(jù)文件來傳遞信息，一個模塊的增加、修改、刪除等都不影響其它模塊，將系統(tǒng)軟件劃分為界面層、編譯層、控制層和輔助層，各部分的操作相對獨立。其總體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

2 系統(tǒng)的組成及特點

　　由圖2可以看出系統(tǒng)由太個模塊組成，并具有實時幫助功能。在該系統(tǒng)中用戶可以首先根據(jù)零件圖樣的具體要求，以人機對話的方式在界面層進行各項數(shù)據(jù)的輸人及各功能的操作。在編譯層，對用戶輸入的信息進行編譯以生成目標(biāo)代碼，它包括對NC源程序的格式轉(zhuǎn)換，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、錯誤檢查，控制數(shù)據(jù)的計算以及列表曲線的插值、粗插補等；在控制層，發(fā)出控制系統(tǒng)工作的指令，協(xié)調(diào)系統(tǒng)各部分的功能；在輔助層，提供便于系統(tǒng)工作及方便用戶操作的各項輔助功能。整個系統(tǒng)均采用鍵盤與鼠標(biāo)進行控制，用戶欲選用某一菜單，只需按動光標(biāo)、熱鍵或鼠標(biāo)即可。另外，系統(tǒng)還具有較強大的圖形功能，提供了活塞輸入數(shù)據(jù)的圖形顯示，刀具運行軌跡的動態(tài)運行軌跡，使用戶能及時發(fā)現(xiàn)操作錯誤。

3 總結(jié)

　　該系統(tǒng)采用了自頂向下的設(shè)計方法。界面友好，具有實時幫助功能、圖形仿真功能、報警功能等，可以省掉許多在機床上空運行檢查和試切加工檢查所耗的時間。提高了機床的使用效率，降低了生產(chǎn)成本。該系統(tǒng)已在多個機床廠試用成功。