微型雕刻機總體及數(shù)控系統(tǒng)選用設(shè)計,微型雕刻機總體及數(shù)控系統(tǒng)選用設(shè)計,微型,雕刻,總體,整體,數(shù)控系統(tǒng),選用,設(shè)計 外文翻譯 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué) 生 姓 名 郭 清 班 級 B機制077 學(xué) 號 0710101704 指 導(dǎo) 教 師 宦 海 祥 外文資料名稱：Research of PMAC-based open NC system for Engraving and milling machine 外文資料出處： This work is supported by Nature Science Foundationof Hubei Province ( 2009CDB270). 附 件： 1.外文資料翻譯譯文 2.外文原文 指導(dǎo)教師評語： 簽 名： 年 月 日 PMAC的研究為基礎(chǔ)的開放式數(shù)控系統(tǒng)雕銑機 潘蓮 楊文 潘羽 李可 郭清譯 摘　要: 抽象的雕刻，為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)控制的雕銑機在更換零件時成本高或者是加工困難。本文介紹了一種開放式數(shù)控議案和PLC，立足于高性能PMAC運動雕銑機床IPC和制度基礎(chǔ)PMAC運動控制，選擇適合各種伺服驅(qū)動，伺服控制卡，增加人機二次開發(fā)界面，開放式數(shù)控系統(tǒng)的組成在實現(xiàn)高系統(tǒng)，高速度，高精度的性能，所有的插值運動，可以代替進口的機器產(chǎn)品。 關(guān)鍵詞:數(shù)控系統(tǒng);雕銑機;插值 1 簡介 針對傳統(tǒng)的數(shù)控雕銑機制造業(yè)成本高，而且存在功能單一化，更換零件麻煩，精度低，所以不能滿足工業(yè)發(fā)展問題的需要，本文介紹了由PC+ 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，高電機控制精度和準(zhǔn)確的完成，實現(xiàn)不同的插值運算，同時減少成本。 2 開放式數(shù)控系統(tǒng) 本文是“基于PMAC的雕銑機床開放式數(shù)控系統(tǒng)研究“，主要是針對對上的IPC+ PMAC運動控制卡一套基于開放式數(shù)控雕銑機系統(tǒng)的研究，充分發(fā)揮開放式數(shù)控系統(tǒng)的優(yōu)勢，以降低機器成本和維護成本。應(yīng)用程序特定的PMAC運動控制算法來解決進程雕刻銑復(fù)雜零件的軌道，而VB的應(yīng)用軟件開發(fā)人機界面，人機互動，以實現(xiàn)快速實時準(zhǔn)確性。 目前Y主軸傳統(tǒng)數(shù)控雕銑機床存在的諸多的問題，專業(yè)機床制造成本高，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)控雕銑機系統(tǒng)，該方案可實現(xiàn)了系統(tǒng)的可伸縮性，可維護性，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)控的問題機床，以減少生產(chǎn)成本的機工具。一般來說，開放式數(shù)控系統(tǒng)的優(yōu)點包括下列各項： 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（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，沒有單一供應(yīng)商的界限，減少了系統(tǒng)以及維護的費用。 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。 該項目采用多軸運動控制器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提供機床的主要功能，機器人的特點，定時自動檢測和一般的表現(xiàn)，可以處理運動控制，邏輯控制，資源管理和主機交互的工作。相對于傳統(tǒng)的高成本的數(shù)控雕銑機，軟件開發(fā)困難，維護復(fù)雜，數(shù)控雕銑機床控制實現(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雕銑機的硬件設(shè)計 數(shù)控系統(tǒng)是在PC機下的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，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，交流伺服單元和交流伺服電機，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+ PMAC運動控制卡10軟件。該設(shè)備采用了先進的開放式結(jié)構(gòu)，內(nèi)置嵌入式工業(yè)PC機，通過實時控制功能打包成一個完整的工業(yè)級智能運動控制平臺。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，機械零件采用滾珠絲桿傳動。伺服電機交流伺服單元，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軸，作為一個增量編碼器的位置傳感器的機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動的控制卡。 PMAC的作為高性能伺服運動控制器，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八軸在同一時間作業(yè)。PMAC到達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，使其單獨的操作，運動程序，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。可選USB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)控雕銑機人機界面設(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 機械參數(shù)設(shè)置模塊。機械參數(shù)通常包括脈沖當(dāng)量，支點移動速度，優(yōu)點和缺點是各車軸限制軟件，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)主機和PMAC建立通信， 機械參數(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 點動電機模塊。如圖5所示： 圖5 電機點動模塊 自動回零組件。該模塊可實現(xiàn)自動回到原點的X工作軸，Y軸自動回到原點，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)機制，可自動回到原點所有軸電機全自動化。當(dāng)PMAC的運動控制卡內(nèi)置硬件捕獲機制被發(fā)現(xiàn)時，動開關(guān)回到原點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償?shù)男畔ⅰ５毒哐a償可用于輸入到工具庫的信息，以方便調(diào)整補償自動換刀。 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的三軸運動方案或PLC方案，以閱讀，下載到PMAC的軸空白卡。 8 運動程序執(zhí)行模塊。該模塊可以執(zhí)行下載到PMAC的軸運動控制卡處理中心。 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 運動方案執(zhí)行的接口模塊。 工作時，需要設(shè)置各種機械參數(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運動控制卡+工控機數(shù)控雕銑機，以及系統(tǒng)硬件的選擇，以及在人機的VB開發(fā)界面。目前該設(shè)備已在實踐中使用，可以長期運行且穩(wěn)定性好能滿足生產(chǎn)或教學(xué)要求。PMAC運動控制卡采用了開放式數(shù)控系統(tǒng)可以提高可擴展性和可移植性，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，系統(tǒng)擴展或改善是非常重要的。 7.參考文獻 [1] Lesotho court. 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