如何用ＩＰＣ来设计龙门钻床数控系统

０引言
　　随着热能工程、化工等行业的发展，管板类零件的加工越来越多。如武汉某化工企业，因生产需要，需在炼油装置区内安装不同规格的换热器。换热器一般由管束、管板、换热管等组成。为了使换热管能顺利地插入管板，要求管板上的每个孔均有一定的加工精度，孔间位置误差要求控制在０．０５ｍｍ以内。传统的加工方式是在管板上人工划线，而后在龙门钻床上钻孔。这种方法工作强度大，经常由于加工精度不高，导致换热管插不进管板，造成工件重新加工，甚至报废。因此
设计一种高精度的数控龙门钻控制系统实现数控加工对提高生产效率、降低劳动强度具有积极的意义。
１龙门钻床数控系统硬件整体设计
　　结合当前开放式数控系统的特点及龙门钻床的发展趋势［１］，采用ＮＣ嵌入ＰＣ的技术模式，在工控机（ＩＰＣ）基础上，以ＭＰＣ０８Ｅ运动控制卡作为数控系统的控制信号核心，构成主、从式双微处理器结构的龙门钻床控制系统。该系统的硬件结构框图如图１所示，主要包括ＭＰＣ０８运动控制卡、ＩＰＣ和驱动系统等。
　　所设计的数控钻床系统共有Ｃ、Ｘ、Ｙ、Ｚ四个轴，其中Ｘ、Ｙ轴控制平面两个方向的定位，Ｚ轴控制钻头的进给量，Ｘ、Ｙ、Ｚ可直线联动。主轴Ｃ是利用ＭＰＣ０８的通用Ｉ／Ｏ与变频器进行通讯，实现对主轴高转速的控制。系统工作时，根据孔坐标在工件上的位置、加工孔的深度、孔半径等参数，编制工件的指令集文件，系统根据指令集文件自动完成加工。
　　工控机ＩＰＣ－８１０是整个系统的用户交互及管理核心，负责ＧＵＩ操作、发送控制指令、任务调度管理、参数输入等。ＭＰＣ０８作为系统运动控制的内核，安装在ＩＰＣ－８１０的ＰＣＩ插槽中。ＭＰＣ０８的指令系统可满足龙门钻床钻削加工的高速度、定位准的点位运动要求。
此外，ＭＰＣ０８提供的Ｉ／Ｏ口用于反馈系统，实现ＭＰＣ０８与机床输入和输出通道的连接与控制；ＭＰＣ０８发送脉冲信号及方向信号到伺服、步进驱动电机单元即可实现所需要的运动［２］。
２各轴切削进给驱动系统
　　数控龙门钻床系统设计采用了最成熟的半闭环、开环混合伺服系统方案，保证了数控系统能够实现高速、高精度钻削加工方式。
　　步进电机采用开环控制，使用ＤＳＳＨ－５型驱动板驱动。ＤＳＳＨ－５驱动板是由中地数控公司开发的一款步进电机驱动板卡，在数控系统的设计改造过程中得到大量应用，板卡工作稳定，性能优良，特别是使用该板卡后，电机的矩频特性得到极大改善，低频段可输出较大力矩，同时可保证在５ｋＨｚ～６ｋＨｚ高频下稳定工作。系统中应用ＤＳＳＨ－５驱动板，使电路结构更加简单，系统的可靠性大大提高。
　　伺服驱动选用ＥＰ１００系列，ＥＰ１００采用成熟的数字控制，低速性能好，动态响应快，并扩展了多种数字量和模拟量接口，与各种板卡互联方便。本系统选用松下永磁同步交流伺服电机，伺服电机由光电编码器进行速度反馈，实现半闭环控制，如图２所示。

宇匠数控备注：为保证文章的完整度，本文核心内容由PDF格式显示，如未有显示请刷新或转换浏览器尝试，手机浏览可能无法正常使用

５总结

　　本文在研究和分析了数控技术发展过程及开放式数控系统国内外现状的基础上，以ＭＰＣ０８运功控制卡为核心部件，选用ＮＣ嵌入ＰＣ型结构的硬件开发平台，构建了一个基于研祥ＩＰＣ－８１０型工控机的开放式龙门钻床控制系统，完成了对该系统的硬件设计及软件设计，所设计系统满足一般的规范标准，具有通用性和开放性。

如何用ＩＰＣ来设计龙门钻床数控系统

产品中心

星瀚S系列高速加工中心

星瀚系列高速加工中心

超声波陶瓷雕铣中心

联系我们

产品中心

数控文章

其它栏目

关注官方微信

如何用ＩＰＣ 来设计龙门钻床数控系统

产品中心

星瀚S系列高速加工中心

星瀚系列高速加工中心

超声波陶瓷雕铣中心

联系我们

产品中心

数控文章

其它栏目

关注官方微信

如何用ＩＰＣ来设计龙门钻床数控系统