基于SERCOS-Ⅱ的机床数控系统实时通信与同步控制研究

现代数控机床和加工中心对实时接收数据和同步运动控制提出了更高的要求.论文对脉冲式数控系统进行简要述评的基础上,提出了基于SERCOSⅡ串行实时总线通信的机床数控系统架构:以运动控制器为主站,进给伺服驱动器为从站的主从式环形网络,并以通信周期为基准协调该多CPU结构.论文将提出的系统用于XKHL650型立式加工中心数字化控制,并提出了各进给轴伺服驱动电流环同步控制方法.该方法使各进给轴伺服驱动电流指令达到1μs的同步精度,从而保证了机床各进给轴动作的一致性.实验和加工运行表明基于SERCOSII总线通信的数控系统满足高实时性高精度的加工要求.     

多轴数控机床伺服参数优化方法研究

数控机床在实际生产中,各轴伺服参数调整不好将影响机床的加工精度。为提高多轴联动中各轴伺服参数的匹配性,推导三轴数控机床加工轮廓误差的计算方法,分析三轴数控机床各轴进给系统伺服参数对轮廓误差的影响,提出2个进给轴之间伺服参数匹配方法。以人字齿的加工为例,对比了参数优化前后的实际加工轨迹,参数优化后人字齿的轮廓误差由优化前的300 μm减小到100 μm,各轴伺服参数匹配能够有效提高数控机床的加工精度。     

经济型五轴数控加工硬件系统的设计与应用

为构建一种精简的低成本经济型五轴联动机床数控系统,采用了基于32位操作系统WindowsXP为软件平台以及通用PC计算机为硬件平台,设计了并行双向多功能接口板作为步进电机驱动控制接口,用UGPost-builder编制了双转台式五轴机床的后置处理程序,并利用MACH3开放式CNC控制软件完成五轴机床的联动控制.实验结果证明该数控系统可有效实现五轴机床联动控制.     

五轴联动BC型木工雕刻机床结构与数控系统设计

针对现阶段木工雕刻机床结构单一的问题,设计一种经济型五轴联动BC型木工雕刻机床及其数控系统。通过建立机床的运动学模型,研究五轴BC型机床的正逆解;根据运动学求解的结果,采用NC系统嵌入PC机的开放式数控系统模式,设计了数控系统的硬件。采用Visual C++6.0对数控系统软件进行编制,运用线程对运动控制进行监管,并对刀轨文件进行仿真加工。通过对维纳斯石蜡模型的加工与测量,验证数控系统加工精度符合加工要求。     

搅拌摩擦焊并联机床数控系统虚拟加工功能的开发

为避免加工过程中出现意外的干涉及碰撞情况,在开放式数控系统PA的基础上,针对3PRS并联机构搅拌摩擦焊机床,开发了具有虚拟加工功能的数控系统。虚拟加工功能采用MFC编程并基于Open GL库实现,构件模型数据直接取自机床零件的3维模型数据,位置数据取自数控系统CNC的驱动轴实时数据。最后对数控系统进行了运行测试,结果表明:该系统可以准确地仿真出机床的实际运动情况。     

数控机床多轴联动铣削加工轨迹快速跟踪研究

数控机床多轴联动铣削加工运动学参数变化较大,导致加工轨迹跟踪误差与用时增加。提出新的数控机床多轴联动铣削加工轨迹快速跟踪方法。构建数控机床多轴联动铣削刀具和加工工件瞬时坐标系,实现二者之间的转换,根据坐标系转换结果建立数控机床多轴联动铣削加工运动学模型,结合运动学模型和强跟踪卡尔曼滤波轨迹跟踪方法实现铣削加工过程中运动轨迹的快速跟踪。实验结果表明：该方法可实现铣削刀刃上任意目标点的轨迹跟踪,轨迹跟踪误差低于0.1μm,跟踪平均用时低于1.2 ms,可快速实现高精度的铣削加工轨迹跟踪,为提升铣削加工质量提供保障。     

基于PMAC的商用五轴联动电火花加工数控系统

研制了一种基于可编程运动控制器PMAC的五轴联动电火花加工数控系统。其采用全闭环速度模式的控制体系,具备实现电火花成形加工控制中包括间隙电压检测、伺服进给回退运动、多轴联动、主轴高速抬刀运动及各类摇动等的多项关键技术。该数控系统已应用于商用五轴联动电火花成形加工机床,通过大量的样件加工实验,验证了其良好的控制与加工性能。同时按商业化标准完善了数控系统,推动了其产业化进程。     

基于开放式运动控制器的进给系统模型快速辨识方法

为快速准确获得进给系统动力学模型，提出基于开放式运动控制器的进给系统快速辨识方法。首先，采用匀速信号加白噪声作为激励信号对进给系统进行激励，减小非线性摩擦对模型辨识精度的影响；其次，通过开放式运动控制器实时读取输入、输出位置反馈数据；再利用MATLAB辨识工具箱构建进给系统辨识模型；最后，使用实际加工程序对辨识模型进行验证。结果表明：该方法能够快速准确地建立进给系统辨识模型。通过设置合理的匀速信号及激励幅值可以大幅降低低速非线性摩擦对辨识结果的影响，提高辨识模型与实际进给系统的拟合度，使模型输出与实际输出拟合度达9811%；运用加工程序对辨识模型进行验证，其线性部分最大误差在±3 μm以内。     

数控机床轮廓误差的插补预测补偿控制研究

伺服系统的基本原则是闭环控制,跟踪误差必然存在.如果多轴联动设备上使用伺服系统驱动进给轴,跟踪误差会引起加工轮廓误差.高精度数控机床要求轮廓误差越小越好.文章在定位过程中的伺服系统位置跟踪误差曲线等效成梯形曲线的基础上,从插补控制器着手研究跟踪误差的预测补偿控制.试验结果证明该控制方法简单有效.     

双摆头五轴联动加工中心后置处理仿真与优化

为了提升数控机床加工的综合效能,基于UG软件开发了WALDRICH COBUR五轴联动龙门加工中心机床配套的Heidenhain530数控系统专用后处理程序。以航空叶轮为载体,通过VERICUT软件构建了虚拟机床模型,并对后处理输出的NC程序进行了验证与优化。实践表明:优化后的NC程序加工进给率更加合理,减少了刀具磨损,降低了生产成本,同时提高了加工效率和质量,具有较好的实践应用价值。     

LANDIS CNC6400数控系统剖析

主要介绍了LANDIS CNC6400数控系统的硬件、架构、软件组成以及系统工作时的运行方式,并通过实例对其系统源代码、零件程序内容进行了代码分析。     

一种开放式并行数控系统研究

对开放式数控系统和并行数控系统进行了研究,提出了一种由PC机和ARM+DSP双核微处理器构成的开放式并行数控系统,给出了该系统的硬件构建方式及各部件之间的通信方法.在对该数控系统的主要计算任务进行分析的基础上,对数控系统中的计算任务进行了分配,提出了使这些任务并行的方法,使这些计算任务能在PC机和微处理器上并行运行.使用该方法能够快速构建开放的数控系统,并能充分利用闲置的计算资源,提高数控系统的功能和加工效率.     

发展经济型数控系统的必要性

论述了在我国发展经济型数控系统的必要性。分析了经济型数控系统的国内市场需求情况，概括了经济型数控系统的特点，指出了我国今后发展经济型数控系统的方向和重点。     

数控系统中PLC信息交换技术研究

数控技术是一门涵盖多学科多门类的自动控制技术。本文以机床为控制对象对数控系统中PLC信息交换的几种典型形式进行了分析,以FAGOR数控系统为例详细介绍了内置和外置物理结构中PLC和CNC之间信息交换的过程和物理量,并对开放式数控系统中PLC信息的交换过程作了系统分析,给出了典型应用程序。最后文章对数控技术的未来作了展望。     

基于Windows的全软件数控系统实现方法研究

以基于Windows操作系统的全软件数控系统为例,论述全软件数控系统实时控制及非实时控制两部分内容的具体安排方式及数据通信方法,并给出全软件数控系统定时时钟的测定及中断级别的提升方法,以满足数控进给加工中的加减速控制及插补运算等对实时性的要求。试验结果表明:采用这种方法实现全软件数控,可使控制系统的进给速度得到显著提高。     

新一代智能数控的研究现状与发展

综述了国内外新一代智能数控系统体系结构研究的现状，介绍了关于新一代智能数控系统硬件和软件的结构形式、基于PC机平台的实现技术及数控网络环境的研究情况，指出了新一代智能数控系统的研究发展趋势。     

西门子840Dsl数控系统在全电伺服转塔冲床上的应用

本文介绍利用西门子840Dsl数控系统的冲压模块功能,实现对伺服转塔冲床的控制,冲压速度快、精度高、性能稳定,进一步提高了设备的自动化程度.     

旋转超声辅助微细电火花加工系统研究

为研究超硬材料多元智能融合加工策略以及超声振动对复合刃磨和微坑织构形成及分布的影响规律,提供了实验装置支持,研发了基于效率和微坑织构驱动的旋转超声电火花加工平台数控系统。该平台采用基于工控PC的开放式数控系统,实现了旋转超声加工的自动化,探讨了数控系统的软/硬件结构、功能模块划分、数控界面设计及脉冲电源设计等关键技术。结果表明:该系统运行安全可靠。     

基于Win95的车床数控界面系统的研究

介绍一种以工业控制计算机和Ｗｉｎ９５为开发平台所开发的车床数控界面系统,其功能模块划分以及典型功能模块的实现。     

数控系统的软件可靠性

本文介绍了常用的机床数控系统的软件可靠性评价指标，强调了从使用角度出发，数控系统软件的备份和恢复能力是评价可靠性的重要内容，同时EMC问题也影响软件的可靠性，并举例予以说明。