【機(jī)械類畢業(yè)論文中英文對(duì)照文獻(xiàn)翻譯】PMAC的研究為基礎(chǔ)的開放式數(shù)控系統(tǒng)雕銑機(jī)【PDF英文4頁(yè)word中文翻譯3068字6頁(yè)】【有出處】
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PMAC的研究為基礎(chǔ)的開放式數(shù)控系統(tǒng)雕銑機(jī)
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(jī)在更換零件時(shí)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(yùn)動(dòng)雕銑機(jī)床IPC和制度基礎(chǔ)PMAC運(yùn)動(dòng)控制,選擇適合各種伺服驅(qū)動(dòng),伺服控制卡,增加人機(jī)二次開發(fā)界面,開放式數(shù)控系統(tǒng)的組成在實(shí)現(xiàn)高系統(tǒng),高速度,高精度的性能,所有的插值運(yùn)動(dòng),可以代替進(jìn)口的機(jī)器產(chǎn)品。
關(guān)鍵詞:數(shù)控系統(tǒng);雕銑機(jī);插值
1 簡(jiǎn)介
針對(duì)傳統(tǒng)的數(shù)控雕銑機(jī)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(duì)PMAC的使用,高速計(jì)算能力和開放式的結(jié)構(gòu)特征系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高性能,高轉(zhuǎn)速,高電機(jī)控制精度和準(zhǔn)確的完成,實(shí)現(xiàn)不同的插值運(yùn)算,同時(shí)減少成本。
2 開放式數(shù)控系統(tǒng)
本文是“基于PMAC的雕銑機(jī)床開放式數(shù)控系統(tǒng)研究“,主要是針對(duì)對(duì)上的IPC+ PMAC運(yùn)動(dòng)控制卡一套基于開放式數(shù)控雕銑機(jī)系統(tǒng)的研究,充分發(fā)揮開放式數(shù)控系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì),以降低機(jī)器成本和維護(hù)成本。應(yīng)用程序特定的PMAC運(yùn)動(dòng)控制算法來解決進(jìn)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(jī)界面,人機(jī)互動(dòng),以實(shí)現(xiàn)快速實(shí)時(shí)準(zhǔn)確性。
目前Y主軸傳統(tǒng)數(shù)控雕銑機(jī)床存在的諸多的問題,專業(yè)機(jī)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(jìng)爭(zhēng)的需求,第二個(gè)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(gè)開放式數(shù)控雕銑機(jī)系統(tǒng),該方案可實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的可伸縮性,可維護(hù)性,易打開第二個(gè),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(jī)床,以減少生產(chǎn)成本的機(jī)工具。一般來說,開放式數(shù)控系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)包括下列各項(xiàng):
1) 用戶可根據(jù)需要接收設(shè)計(jì)的3U部分。
2) 它可與許多不同的操作系統(tǒng)相互聯(lián)機(jī)(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(tái),我們可以升級(jí)控制器。
4) 控制器的硬件提供和維護(hù),沒有單一供應(yīng)商的界限,減少了系統(tǒng)以及維護(hù)的費(fèi)用。
5) 開放的技術(shù)控制能夠適應(yīng)市場(chǎng)的變化而且能夠輕易的改變,以更新最新的技術(shù)儲(chǔ)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(diǎn)。
該項(xiàng)目采用多軸運(yùn)動(dòng)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(jī)床的主要功能,機(jī)器人的特點(diǎn),定時(shí)自動(dòng)檢測(cè)和一般的表現(xiàn),可以處理運(yùn)動(dòng)控制,邏輯控制,資源管理和主機(jī)交互的工作。相對(duì)于傳統(tǒng)的高成本的數(shù)控雕銑機(jī),軟件開發(fā)困難,維護(hù)復(fù)雜,數(shù)控雕銑機(jī)床控制實(shí)現(xiàn)智能化,作業(yè)系統(tǒng),通用傳統(tǒng)的市場(chǎng)其影響具體數(shù)值控制,同時(shí),該系統(tǒng)成本低,開發(fā)周期短,運(yùn)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(jī)的硬件設(shè)計(jì)
數(shù)控系統(tǒng)是在PC機(jī)下的Windows界面平臺(tái),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(hào)來完成信號(hào)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(gè)部分組成:伺服編碼器反饋,計(jì)算機(jī),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(gè)開放式數(shù)控雕刻銑床主軸,并通過變頻三相異步電動(dòng)機(jī),交流伺服單元和交流伺服電機(jī),冷卻泵,可編程控制器,橫桿,滾釘,測(cè)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(jī)+ PMAC運(yùn)動(dòng)控制卡10軟件。該設(shè)備采用了先進(jìn)的開放式結(jié)構(gòu),內(nèi)置嵌入式工業(yè)PC機(jī),通過實(shí)時(shí)控制功能打包成一個(gè)完整的工業(yè)級(jí)智能運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)。一個(gè)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(dòng)器,機(jī)械零件采用滾珠絲桿傳動(dòng)。伺服電機(jī)交流伺服單元,并形成一個(gè)閉環(huán)速度控制系統(tǒng)。安裝在工作光柵尺移動(dòng)平臺(tái)直接測(cè)量距離;機(jī)械零件和其他元件,形成一個(gè)封閉閉環(huán)位置控制系統(tǒng),通過安裝在交流伺服電機(jī)軸,作為一個(gè)增量編碼器的位置傳感器的機(jī)械零件的間接測(cè)量與其他組件的移動(dòng)距離,形成一個(gè)位置半閉環(huán)控制系統(tǒng)。
4 PMAC的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的控制卡。 PMAC的作為高性能伺服運(yùn)動(dòng)控制器,數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)和一個(gè)靈活的高層次的語言來控制多達(dá)八軸在同一時(shí)間作業(yè)。PMAC到達(dá)一個(gè)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(jì)算。存儲(chǔ)在其內(nèi)部程序,使其單獨(dú)的操作,運(yùn)動(dòng)程序,PLC程序,執(zhí)行伺服循環(huán)更新。啟用實(shí)時(shí)多任務(wù)處理,這處理任務(wù)時(shí)間開關(guān),大大降低了主機(jī)和程序員對(duì)整個(gè)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(shí)鐘,可選60/80MHZ,PC104總線與閃存記憶體儲(chǔ)存活動(dòng)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(hào)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??蛇xUSB或以太網(wǎng)通信,每個(gè)軸配有專用的極限(極限),返回(回零),故障(伺服報(bào)警),用戶(用戶定義)和AENA(伺服使能)輸入和輸出信號(hào)。
5 數(shù)控雕銑機(jī)人機(jī)界面設(shè)計(jì)
數(shù)控系統(tǒng)軟件使用VB和三角洲頭提供pmac.dll動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的準(zhǔn)備。通過三角頭PComm32PRO通訊驅(qū)動(dòng)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(jì)劃的目的是強(qiáng)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(gè)小功能。
數(shù)控系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)以下功能模塊:
1 機(jī)械參數(shù)設(shè)置模塊。機(jī)械參數(shù)通常包括脈沖當(dāng)量,支點(diǎn)移動(dòng)速度,優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)是各車軸限制軟件,如濃煙。要求這個(gè)軟件系統(tǒng)提供向用戶對(duì)話框修改力學(xué)參數(shù)值,當(dāng)主機(jī)和PMAC建立通信, 機(jī)械參數(shù)可自動(dòng)分配到相應(yīng)PMAC的變量,設(shè)置控制器,以實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的定值的目的。顯示在如圖3所示:
圖3 裝機(jī)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(gè)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(diǎn)動(dòng)電機(jī)模塊。如圖5所示:
圖5 電機(jī)點(diǎn)動(dòng)模塊
自動(dòng)回零組件。該模塊可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)回到原點(diǎn)的X工作軸,Y軸自動(dòng)回到原點(diǎn),Z工作軸自動(dòng)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(jī)制,可自動(dòng)回到原點(diǎn)所有軸電機(jī)全自動(dòng)化。當(dāng)PMAC的運(yùn)動(dòng)控制卡內(nèi)置硬件捕獲機(jī)制被發(fā)現(xiàn)時(shí),動(dòng)開關(guān)回到原點(diǎn)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(gè)位置。該系統(tǒng)采用PLC控制回零,從而使它控制一個(gè)方向,迅速回報(bào)為零。
5 刀具庫(kù)信息。該模塊可輸入和顯示刀具補(bǔ)償?shù)男畔ⅰ5毒哐a(bǔ)償可用于輸入到工具庫(kù)的信息,以方便調(diào)整補(bǔ)償自動(dòng)換刀。
6 監(jiān)控模塊,如圖6所示:
圖6 監(jiān)測(cè)模塊
7 下載的運(yùn)動(dòng)程序模塊的實(shí)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(yùn)動(dòng)方案或PLC方案,以閱讀,下載到PMAC的軸空白卡。
8 運(yùn)動(dòng)程序執(zhí)行模塊。該模塊可以執(zhí)行下載到PMAC的軸運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)方案執(zhí)行的接口模塊。
工作時(shí),需要設(shè)置各種機(jī)械參數(shù),該系統(tǒng)將建立與PMAC相溝通的時(shí)間過程監(jiān)控模塊將自動(dòng)啟動(dòng)和初始化。接下來,用戶可選擇進(jìn)行電啟動(dòng),或輸入PMAC的命令或軸回零,并下載作業(yè)計(jì)劃,用處理圖形顯示。
6 結(jié)語
本文介紹了基于PMAC運(yùn)動(dòng)控制卡+工控機(jī)數(shù)控雕銑機(jī),以及系統(tǒng)硬件的選擇,以及在人機(jī)的VB開發(fā)界面。目前該設(shè)備已在實(shí)踐中使用,可以長(zhǎng)期運(yùn)行且穩(wěn)定性好能滿足生產(chǎn)或教學(xué)要求。PMAC運(yùn)動(dòng)控制卡采用了開放式數(shù)控系統(tǒng)可以提高可擴(kuò)展性和可移植性,且硬件更換和軟件升級(jí)非常方便,大大降低了開發(fā)和生產(chǎn)成本,便于維護(hù),系統(tǒng)擴(kuò)展或改善是非常重要的。
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