0 概述
數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對機(jī)械運(yùn)動(dòng)和工作過程進(jìn)行控制的技術(shù), 是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的基礎(chǔ)。 新一代數(shù)控系統(tǒng)正朝著以個(gè)人計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ), 向著開放化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。 基于 PC的開放式數(shù)控系統(tǒng)可以充分利用計(jì)算機(jī)的軟硬件資源和適于 PC機(jī)的各種先進(jìn)技術(shù), 已成為數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢。 開放式數(shù)控系統(tǒng)有以下三種類型:
a) PC機(jī)嵌入 NC型:在傳統(tǒng)的專用 NC中簡單地嵌入 PC技術(shù), NC可以共享一些計(jì)算機(jī)的軟硬件資源, 而計(jì)算機(jī)只參加輔助編程、分析、監(jiān)控、生產(chǎn)管理和工藝編制等工作;
b) NC嵌入 PC型:這是完全采用 PC機(jī)為硬件平臺(tái)的數(shù)控系統(tǒng), 運(yùn)動(dòng)控制 (包括軸控制和機(jī)床邏輯控制 )功能由配有專用控制芯片的獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)控制器完成, 通常以PC插件 (符合 ISA或 PCI總線標(biāo)準(zhǔn) )形式的硬件或通過網(wǎng)絡(luò)連接的嵌入式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn);
c) 全軟件型:這是完全采用 PC機(jī)軟件控制的一種數(shù)控系統(tǒng), 它把運(yùn)動(dòng)控制器以應(yīng)用軟件的形式實(shí)現(xiàn)。
目前最常用的 Windows桌面操作系統(tǒng)是多線程、搶線多任務(wù)的 32位操作系統(tǒng), 實(shí)時(shí)性比較差。 而實(shí)時(shí)控制又是數(shù)控系統(tǒng)的關(guān)鍵所在, 它決定了數(shù)控機(jī)床的加工速度和加工精度。 因此有些數(shù)控系統(tǒng)采用原始的 DOS操作系統(tǒng)作為軟件平臺(tái), 可以滿足一般的實(shí)時(shí)性要求。 但是, 運(yùn)行在實(shí)模式下的 16位單任務(wù)的 DOS操作系統(tǒng)沒有發(fā)揮出32位 PC機(jī)的優(yōu)勢, 而且應(yīng)用程序受 640k內(nèi)存限制, 可直接對硬件操作, 系統(tǒng)可靠性難以保證。 本文介紹一種基于WindowsCE操作系統(tǒng)平臺(tái)的數(shù)控雕銑機(jī)控制系統(tǒng), 利用WindowsCE強(qiáng)大的圖形界面功能、多線程機(jī)制和多媒體定時(shí)器來解決數(shù)控軟件的實(shí)時(shí)多任務(wù)處理能力, 其良好的軟硬件兼容能力, 能夠?qū)崿F(xiàn)建立在標(biāo)準(zhǔn)總線基礎(chǔ)上的模塊化開放式數(shù)控系統(tǒng)。 本系統(tǒng)采用 NC嵌入 PC型結(jié)構(gòu)由PC+PMAC構(gòu)成開放式半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。 運(yùn)動(dòng)控制器應(yīng)用 DSP的高速計(jì)算能力, 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高性能、高速度和高精度。 系統(tǒng)以極高的響應(yīng)和處理速度完成對電機(jī)的精確控制, 實(shí)現(xiàn)空間直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)。 系統(tǒng)以簡潔實(shí)用的操作完成對復(fù)雜圖形的精確雕刻。
1 數(shù)控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖 1所示。 伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用全數(shù)字交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠螺母機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng), 三軸聯(lián)動(dòng)。 主軸電機(jī)和伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用 PWM變頻調(diào)速技術(shù), 使交流電機(jī)的調(diào)速性能有很大的改善。 以奔騰處理器為管理平臺(tái);工作運(yùn)動(dòng)以 DSP為控制核心。 工控機(jī)采用 PCl04/PⅢ 800型嵌入式控機(jī), 主板上配有 104總線接口。 運(yùn)動(dòng)控制卡采用美國 DeltaTau公司的 PMAC2/PC104型控制卡, 可以直接和 104 總線接口的工控機(jī)相連。 PMAC是基于DSP和專用門陣列芯片, 遵循了開放式體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的可編程多軸運(yùn)動(dòng)控制器, 主要提供了機(jī)床性能機(jī)器人特性、計(jì)時(shí)檢測及通用自動(dòng)化的性能, 可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制、邏輯控制、資源管理及主機(jī)的交互工作。 PMAC的核心是 MO-
TOROLA的 DSP56001/56002 數(shù)字信號處理器, 可同時(shí)控制 1 ~ 8個(gè)軸, 既可單獨(dú)執(zhí)行存儲(chǔ)于其內(nèi)部的程序, 也可執(zhí)行運(yùn)動(dòng)程序和 PLC程序, 并進(jìn)行伺服環(huán)更新及以串口、總線兩種方式與上位機(jī)進(jìn)行通信。 PMAC還可自動(dòng)對任務(wù)優(yōu)先級進(jìn)行判別, 從而進(jìn)行實(shí)時(shí)多任務(wù)處理。 由于 PMAC卡具有強(qiáng)大的數(shù)字運(yùn)算能力來完成數(shù)控插補(bǔ)、PLC程序運(yùn) 行等實(shí)時(shí)任務(wù), 簡化了實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)性任務(wù)的開發(fā)工作, 只需根據(jù)要求開發(fā)上位機(jī)界面、NC程序編輯、機(jī)床狀態(tài)量讀取等非實(shí)時(shí)任務(wù)。 工控機(jī)和 PMAC之間通過 104 總線通信, 只需通過調(diào)用動(dòng)態(tài)鏈接庫 PComm32就可實(shí)現(xiàn)兩者間的實(shí)時(shí)通信。
備注:為保證文章的完整度,本文核心內(nèi)容由PDF格式顯示,如未有顯示請刷新或轉(zhuǎn)換瀏覽器嘗試,手機(jī)瀏覽可能無法正常使用!
宇匠數(shù)控專業(yè)生產(chǎn):高速精密 雕銑機(jī)、精雕機(jī)、石墨機(jī)、鉆攻中心、加工中心;
3 結(jié)束語
WindowsCE以其良好的實(shí)時(shí)性和對多線程的支持,為實(shí)現(xiàn)總線式、模塊化和開放式的數(shù)控系統(tǒng)提供了便利。基于 IPC+PMAC結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng), 充分利用了 PMAC控制器強(qiáng)大的伺服控制功能和 PC機(jī)高效靈活的編程功能, 硬件組成簡單, 軟件開發(fā)方便, 整個(gè)系統(tǒng)開發(fā)周期短, 開放性和可擴(kuò)展性較強(qiáng) 。運(yùn)動(dòng)控制器應(yīng)用 DSP的高速計(jì)算能力, 實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的高性能、高速度和高精度。 系統(tǒng)以極高的響應(yīng)和處理速度完成對電機(jī)的精確控制, 實(shí)現(xiàn)了空間直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ) 。 以簡潔實(shí)用的操作完成對復(fù)雜圖形的精確雕刻。
2021-09
星瀚系列是宇匠數(shù)控打造的顛覆性產(chǎn)品,在高精度加工的情況下保證高速、高剛的特性,是真正意義的高速加工中心,其性能及質(zhì)量可媲美進(jìn)口高速加工中心。同時(shí)可配置超聲波系統(tǒng)與石墨集塵系統(tǒng),亦可運(yùn)用在陶瓷等硬脆料、石墨等高粉塵料的加工;… [了解更多]
2021-09
星瀚S系列是宇匠數(shù)控打造的顛覆性產(chǎn)品,采用全閉環(huán)設(shè)計(jì),在高精度加工的情況下保證高速、高剛的特性,是真正意義的高速加工中心,其性能及質(zhì)量可媲美進(jìn)口高速加工中心。同時(shí)可配置超聲波系統(tǒng)與石墨集塵系統(tǒng),亦可運(yùn)用在陶瓷等硬脆料、石墨等高粉塵料的加工;… [了解更多]
2021-09
TC系列超聲波陶瓷雕銑機(jī),是利用了超聲波高頻振動(dòng)原理作用于刀具,使刀具產(chǎn)生了16KHz-40KHz(每秒16000-40000次)的連續(xù)高強(qiáng)度脈沖沖擊,帶動(dòng)磨頭沖擊工作。當(dāng)工件的局部應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過材料脆裂極限,材料局部破碎去除。 適用范圍 特別適用于陶瓷(氧化鋯、氧化鋁、氮化鋁… [了解更多]
2020-10
引 言高速強(qiáng)力型龍門雕銑機(jī)床在精密模具制造領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛,由于機(jī)型尺寸向大中型化發(fā)展,要求機(jī)床具有高剛性、高速的特性。在機(jī)床設(shè)計(jì)制造裝配過程中, 提出了更為苛刻的精度和剛度要求,機(jī)床高速切削情況下的抗振性要求越來越高。為了適應(yīng)市場的需要,改變傳統(tǒng)機(jī)床制造裝配工藝步驟繁瑣,機(jī)… [了解更多]
2020-10
機(jī)床的加工精度的精度和加工的穩(wěn)定性一直是制 造業(yè)的研究熱點(diǎn), 而 Z軸的穩(wěn)定性是決定機(jī)床加工精度的關(guān)鍵性因素之一 。 Z軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得是否合理更是解決 Z軸問題的根本 。1 雕銑機(jī) Z軸設(shè)計(jì)過程的回顧在矩形導(dǎo)軌應(yīng)用之前, 人們使用的是圓導(dǎo)軌 。考慮到平衡 Z軸重力, 將導(dǎo)軌進(jìn)行平裝… [了解更多]