微型雕刻機(jī)總體及數(shù)控系統(tǒng)選用設(shè)計

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PMAC的使用所構(gòu)成的開放式數(shù)控系統(tǒng)。對PMAC的使用，高速計算能力和開放式的結(jié)構(gòu)特征系統(tǒng)實現(xiàn)高性能，高轉(zhuǎn)速，高電機(jī)控制精度和準(zhǔn)確的完成，實現(xiàn)不同的插值運(yùn)算，同時減少成本。 2 開放式數(shù)控系統(tǒng) 本文是“基于PMAC的雕銑機(jī)床開放式數(shù)控系統(tǒng)研究“，主要是針對對上的IPC+ PMAC運(yùn)動控制卡一套基于開放式數(shù)控雕銑機(jī)系統(tǒng)的研究，充分發(fā)揮開放式數(shù)控系統(tǒng)的優(yōu)勢，以降低機(jī)器成本和維護(hù)成本。應(yīng)用程序特定的PMAC運(yùn)動控制算法來解決進(jìn)程雕刻銑復(fù)雜零件的軌道，而VB的應(yīng)用軟件開發(fā)人機(jī)界面，人機(jī)互動，以實現(xiàn)快速實時準(zhǔn)確性。 目前Y主軸傳統(tǒng)數(shù)控雕銑機(jī)床存在的諸多的問題，專業(yè)機(jī)床制造成本高，硬件的專屬軟件是不容易拓展的，且硬件難以適應(yīng)競爭的需求，第二個難處在于開放性，特別是系統(tǒng)的開發(fā)是不容易的，網(wǎng)絡(luò)成本高，特殊用途的語言很難移植到的具體的接口。本主題提供了一個開放式數(shù)控雕銑機(jī)系統(tǒng)，該方案可實現(xiàn)了系統(tǒng)的可伸縮性，可維護(hù)性，易打開第二個，能夠通過標(biāo)準(zhǔn)化接口語言徹底解決傳統(tǒng)數(shù)控的問題機(jī)床，以減少生產(chǎn)成本的機(jī)工具。一般來說，開放式數(shù)控系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)包括下列各項： 1） 用戶可根據(jù)需要接收設(shè)計的3U部分。 2） 它可與許多不同的操作系統(tǒng)相互聯(lián)機(jī)（Windows，Windows NT，Unix系統(tǒng)，OS2的，等等） 3） 沒有必要放棄當(dāng)前的硬件平臺，我們可以升級控制器。 4） 控制器的硬件提供和維護(hù)，沒有單一供應(yīng)商的界限，減少了系統(tǒng)以及維護(hù)的費(fèi)用。 5） 開放的技術(shù)控制能夠適應(yīng)市場的變化而且能夠輕易的改變，以更新最新的技術(shù)儲備。 6） 通用編程語言，可以用來開發(fā)不同的接口。 7） 以低成本獲得更高的特點(diǎn)。 該項目采用多軸運(yùn)動控制器PMAC的作為數(shù)控模塊，已經(jīng)開發(fā)出全功能的基本設(shè)置通用數(shù)控系統(tǒng)，PMAC提供機(jī)床的主要功能，機(jī)器人的特點(diǎn)，定時自動檢測和一般的表現(xiàn)，可以處理運(yùn)動控制，邏輯控制，資源管理和主機(jī)交互的工作。相對于傳統(tǒng)的高成本的數(shù)控雕銑機(jī)，軟件開發(fā)困難，維護(hù)復(fù)雜，數(shù)控雕銑機(jī)床控制實現(xiàn)智能化，作業(yè)系統(tǒng)，通用傳統(tǒng)的市場其影響具體數(shù)值控制，同時，該系統(tǒng)成本低，開發(fā)周期短，運(yùn)行速度快，控制精度高，能更快，更多的完成多樣的任務(wù)。 3 CNC雕銑機(jī)的硬件設(shè)計 數(shù)控系統(tǒng)是在PC機(jī)下的Windows界面平臺，一種新型數(shù)控系統(tǒng)，它通過PMAC的多功能數(shù)控卡轉(zhuǎn)換信號來完成信號輸入和輸出。半封閉式環(huán) 圖1所示的控制方法控制部分： 圖1 半閉環(huán)控制方法的控制部分 其控制主要由五個部分組成：伺服編碼器反饋，計算機(jī)，主電路控制，音量控制開關(guān)，如圖2所示： 圖2 音量控制開關(guān) 本文描述了一個開放式數(shù)控雕刻銑床主軸，并通過變頻三相異步電動機(jī)，交流伺服單元和交流伺服電機(jī)，冷卻泵，可編程控制器，橫桿，滾釘，測量設(shè)備，I / O接口，行程限位開關(guān)等。數(shù)控裝置使用“工控機(jī)+ PMAC運(yùn)動控制卡10軟件。該設(shè)備采用了先進(jìn)的開放式結(jié)構(gòu)，內(nèi)置嵌入式工業(yè)PC機(jī)，通過實時控制功能打包成一個完整的工業(yè)級智能運(yùn)動控制平臺。一個17英寸亮麗的TFT液晶屏幕。主軸采用變頻松下變頻器。交流伺服系統(tǒng)采用交流伺服三洋驅(qū)動器，機(jī)械零件采用滾珠絲桿傳動。伺服電機(jī)交流伺服單元，并形成一個閉環(huán)速度控制系統(tǒng)。安裝在工作光柵尺移動平臺直接測量距離；機(jī)械零件和其他元件，形成一個封閉閉環(huán)位置控制系統(tǒng)，通過安裝在交流伺服電機(jī)軸，作為一個增量編碼器的位置傳感器的機(jī)械零件的間接測量與其他組件的移動距離，形成一個位置半閉環(huán)控制系統(tǒng)。 4 PMAC的運(yùn)動控制卡 PMAC的全名是可編程多軸控制器。這是戴爾圖數(shù)據(jù)系統(tǒng)公司生產(chǎn)的系列，為大量的可編程作廣泛支持軸運(yùn)動的控制卡。 PMAC的作為高性能伺服運(yùn)動控制器，數(shù)字信號處理器（DSP）和一個靈活的高層次的語言來控制多達(dá)八軸在同一時間作業(yè)。PMAC到達(dá)一個前所未有的多軸控制器提供符合成本效益，采用摩托羅拉的DSP56系列數(shù)字作為CPU芯片，以處理所有八軸計算。存儲在其內(nèi)部程序，使其單獨(dú)的操作，運(yùn)動程序，PLC程序，執(zhí)行伺服循環(huán)更新。啟用實時多任務(wù)處理，這處理任務(wù)時間開關(guān)，大大降低了主機(jī)和程序員對整個控制系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)能提高速度和控制精度。 數(shù)控系統(tǒng)的選擇模型是PMAC2A-PC/104模塊，它是標(biāo)準(zhǔn)的40MHz的DSP的主時鐘，可選60/80MHZ，PC104總線與閃存記憶體儲存活動程序等;標(biāo)準(zhǔn)的4通道PWM數(shù)字輸出，可變脈沖+目錄數(shù)字信號或DAC？10V的模擬輸出具有12位分辨率，標(biāo)準(zhǔn)的RS232串行接口?？蛇xUSB或以太網(wǎng)通信，每個軸配有專用的極限（極限），返回（回零），故障（伺服報警），用戶（用戶定義）和AENA（伺服使能）輸入和輸出信號。 5 數(shù)控雕銑機(jī)人機(jī)界面設(shè)計 數(shù)控系統(tǒng)軟件使用VB和三角洲頭提供pmac.dll動態(tài)鏈接庫的準(zhǔn)備。通過三角頭PComm32PRO通訊驅(qū)動程序在Windows98/ME/2000和XP的環(huán)境中，PMAC的應(yīng)用開發(fā)工具的建立，你可以設(shè)置和使用超過400效能功能。計劃的目的是強(qiáng)大的，快速，便攜使用函數(shù)[8]。 PComm32PRO的PMAC可以通用于所有設(shè)備和通信。 PComm32共包含250多個小功能。 數(shù)控系統(tǒng)的軟件實現(xiàn)以下功能模塊： 1 機(jī)械參數(shù)設(shè)置模塊。機(jī)械參數(shù)通常包括脈沖當(dāng)量，支點(diǎn)移動速度，優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)是各車軸限制軟件，如濃煙。要求這個軟件系統(tǒng)提供向用戶對話框修改力學(xué)參數(shù)值，當(dāng)主機(jī)和PMAC建立通信， 機(jī)械參數(shù)可自動分配到相應(yīng)PMAC的變量，設(shè)置控制器，以實現(xiàn)了系統(tǒng)的定值的目的。顯示在如圖3所示： 圖3 裝機(jī)參數(shù)設(shè)置模塊 2 通信與PMAC卡的功能模塊。 3 PMAC卡的命令行模塊。該模塊將提供一個文本框來接收用戶的命令并由PMAC的發(fā)行來控制PMAC卡。如圖4所示： 圖4 命令行模塊 4 點(diǎn)動電機(jī)模塊。如圖5所示： 圖5 電機(jī)點(diǎn)動模塊 自動回零組件。該模塊可實現(xiàn)自動回到原點(diǎn)的X工作軸，Y軸自動回到原點(diǎn)，Z工作軸自動返回原始工作。 PMAC的卡有一組硬件捕捉到的內(nèi)在根源開關(guān)機(jī)制，可自動回到原點(diǎn)所有軸電機(jī)全自動化。當(dāng)PMAC的運(yùn)動控制卡內(nèi)置硬件捕獲機(jī)制被發(fā)現(xiàn)時，動開關(guān)回到原點(diǎn)這將捕捉到的起源和精確定位，并按照一定的軌跡回到那個位置。該系統(tǒng)采用PLC控制回零，從而使它控制一個方向，迅速回報為零。 5 刀具庫信息。該模塊可輸入和顯示刀具補(bǔ)償?shù)男畔ⅰ５毒哐a(bǔ)償可用于輸入到工具庫的信息，以方便調(diào)整補(bǔ)償自動換刀。 6 監(jiān)控模塊，如圖6所示： 圖6 監(jiān)測模塊 7 下載的運(yùn)動程序模塊的實現(xiàn)。該模塊可以是標(biāo)準(zhǔn)G代碼文件到空白卡可確定PMAC的三軸運(yùn)動方案或PLC方案，以閱讀，下載到PMAC的軸空白卡。 8 運(yùn)動程序執(zhí)行模塊。該模塊可以執(zhí)行下載到PMAC的軸運(yùn)動控制卡處理中心。 綜上所述，可以得出該軟件系統(tǒng)功能框圖，在圖7所示： 圖7 運(yùn)動方案執(zhí)行的接口模塊。 工作時，需要設(shè)置各種機(jī)械參數(shù)，該系統(tǒng)將建立與PMAC相溝通的時間過程監(jiān)控模塊將自動啟動和初始化。接下來，用戶可選擇進(jìn)行電啟動，或輸入PMAC的命令或軸回零，并下載作業(yè)計劃，用處理圖形顯示。 6 結(jié)語 本文介紹了基于PMAC運(yùn)動控制卡+工控機(jī)數(shù)控雕銑機(jī)，以及系統(tǒng)硬件的選擇，以及在人機(jī)的VB開發(fā)界面。目前該設(shè)備已在實踐中使用，可以長期運(yùn)行且穩(wěn)定性好能滿足生產(chǎn)或教學(xué)要求。PMAC運(yùn)動控制卡采用了開放式數(shù)控系統(tǒng)可以提高可擴(kuò)展性和可移植性，且硬件更換和軟件升級非常方便，大大降低了開發(fā)和生產(chǎn)成本，便于維護(hù)，系統(tǒng)擴(kuò)展或改善是非常重要的。 7.參考文獻(xiàn) [1] Lesotho court. 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