PC端雕铣机系统的研究

0   概述
数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术, 是制造业实现自动化的基础。新一代数控系统正朝着以个人计算机为基础, 向着开放化、智能化、网络化方向发展。基于 PC的开放式数控系统可以充分利用计算机的软硬件资源和适于 PC机的各种先进技术, 已成为数控技术的发展趋势。开放式数控系统有以下三种类型:
a)   PC机嵌入 NC型:在传统的专用 NC中简单地嵌入 PC技术, NC可以共享一些计算机的软硬件资源, 而计算机只参加辅助编程、分析、监控、生产管理和工艺编制等工作;
b)   NC嵌入 PC型:这是完全采用 PC机为硬件平台的数控系统, 运动控制 (包括轴控制和机床逻辑控制 )功能由配有专用控制芯片的独立的运动控制器完成, 通常以PC插件 (符合 ISA或 PCI总线标准 )形式的硬件或通过网络连接的嵌入式系统实现;
c)   全软件型:这是完全采用 PC机软件控制的一种数控系统, 它把运动控制器以应用软件的形式实现。
目前最常用的 Windows桌面操作系统是多线程、抢线多任务的 32位操作系统, 实时性比较差。而实时控制又是数控系统的关键所在, 它决定了数控机床的加工速度和加工精度。因此有些数控系统采用原始的 DOS操作系统作为软件平台, 可以满足一般的实时性要求。但是, 运行在实模式下的 16位单任务的 DOS操作系统没有发挥出32位 PC机的优势, 而且应用程序受 640k内存限制, 可直接对硬件操作, 系统可靠性难以保证。本文介绍一种基于WindowsCE操作系统平台的数控雕铣机控制系统, 利用WindowsCE强大的图形界面功能、多线程机制和多媒体定时器来解决数控软件的实时多任务处理能力, 其良好的软硬件兼容能力, 能够实现建立在标准总线基础上的模块化开放式数控系统。本系统采用 NC嵌入 PC型结构由PC+PMAC构成开放式半闭环数控系统。运动控制器应用 DSP的高速计算能力, 实现系统的高性能、高速度和高精度。系统以极高的响应和处理速度完成对电机的精确控制, 实现空间直线插补和圆弧插补。系统以简洁实用的操作完成对复杂图形的精确雕刻。

1   数控系统硬件设计
本系统硬件结构如图 1所示。伺服驱动系统采用全数字交流伺服电机驱动丝杠螺母机构运动, 三轴联动。主轴电机和伺服驱动电机采用 PWM变频调速技术, 使交流电机的调速性能有很大的改善。以奔腾处理器为管理平台;工作运动以 DSP为控制核心。工控机采用 PCl04/PⅢ 800型嵌入式控机, 主板上配有 104总线接口。运动控制卡采用美国 DeltaTau公司的 PMAC2/PC104型控制卡, 可以直接和 104 总线接口的工控机相连。 PMAC是基于DSP和专用门阵列芯片, 遵循了开放式体系结构标准开发的可编程多轴运动控制器, 主要提供了机床性能机器人特性、计时检测及通用自动化的性能, 可实现运动控制、逻辑控制、资源管理及主机的交互工作。 PMAC的核心是 MO-
TOROLA的 DSP56001/56002 数字信号处理器, 可同时控制 1 ～ 8个轴, 既可单独执行存储于其内部的程序, 也可执行运动程序和 PLC程序, 并进行伺服环更新及以串口、总线两种方式与上位机进行通信。 PMAC还可自动对任务优先级进行判别, 从而进行实时多任务处理。由于 PMAC卡具有强大的数字运算能力来完成数控插补、PLC程序运行等实时任务, 简化了实现数控系统实时性任务的开发工作,    只需根据要求开发上位机界面、NC程序编辑、机床状态量读取等非实时任务。工控机和 PMAC之间通过 104 总线通信, 只需通过调用动态链接库 PComm32就可实现两者间的实时通信。

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！

宇匠数控专业生产：高速精密雕铣机、精雕机、石墨机、钻攻中心、加工中心；

3 结束语

WindowsCE以其良好的实时性和对多线程的支持,为实现总线式、模块化和开放式的数控系统提供了便利。基于 IPC+PMAC结构的数控系统, 充分利用了 PMAC控制器强大的伺服控制功能和 PC机高效灵活的编程功能, 硬件组成简单, 软件开发方便, 整个系统开发周期短, 开放性和可扩展性较强。运动控制器应用 DSP的高速计算能力, 实现了系统的高性能、高速度和高精度。系统以极高的响应和处理速度完成对电机的精确控制, 实现了空间直线插补和圆弧插补。以简洁实用的操作完成对复杂图形的精确雕刻。

PC端雕铣机系统的研究

雕铣机相关内容

星瀚系列高速加工中心

星瀚S系列高速加工中心

超声波陶瓷雕铣中心

注胶工艺在雕铣机的运用

雕铣机Z轴稳定性设计与改善

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

雕铣机 相关内容

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

其它栏目

关注官方微信

雕铣机相关内容