DSX570型三杆虚拟轴机床的开放式数控系统保险丝端子

DSX5-70型三杆虚拟轴机床的开放式数控系统

DSX5-70型三杆虚拟轴机床的开放式数控系统 2011年12月09日 来源： Opening CNC System for DSX5-70 Virtual Axis Machine Tool with 3-legsSHI Jiashun, et alAbstracts：A PC-based opening CNC system is developed for the DSX5-70 3-leg virtual axis machine tool. By using the virtual axis modular developed, the problem of integration is solved and an integration of CAD/CAM with the DSX5-70 3-leg virtual axis machine tool is realized. It provides a good applicable prospect for the virtual axis machine tool.Key Words：Virtual Axis Machine Tool, Opening CNC System, Virtual Axis Modular, CAD/CAM▲1　前言　　我校研制的DSX5-70型三杆虚拟轴机床［1］(图1)，由三杆并联机构及两自由度串联机构组成。两自由度串联机构置于运动平台上。通过三杆伸缩(l1、l2、l3)及两驱动轴旋转(θ1、θ2)来改变刀具的位置和姿态(以o3代表刀心、o2o3代表刀具轴线)，可实现五轴联动，完成多种作业任务。本文介绍为它开发设计的一套基于PC的开放式数控系统。整个数控系统软件模块化设计，面向用户，方便操作，具有良好的可扩展性及可维护性。图1　三杆五自由度虚拟轴机床示意图2　三杆虚拟轴机床数控系统2.1　数控系统构成及特点　　控制系统(图2)以美国Delta Tau公司的基于PC的多轴运动控制器PMAC为核心，采用松下数字式交流伺服系统，构成一个开放式数控系统。利用PMAC的运动控制功能，将6套交流伺服系统与PMAC的6个通道分别相连，实现电动机转速信号的输出及光电编码器反馈信号的采集，以控制各轴的运动。通过PMAC卡I/O接口来实现PLC功能，如检测行程限位、机床回零等信号，控制机床的冷却、换刀等功能。此外，利用其PLC功能进行面板操作，控制程序运行和手动调整机床。　　PMAC必须与PC机通讯才能完成机床的控制任务。通过PC机的外设可实现程序的输入、编辑，参数的设置，运动状态的实时显示及软件仿真等功能。利用PC机的通讯口还可使虚拟轴机床成为柔性生产线上的一个制造单元。图2　三杆虚拟轴机床控制系统总图　　双端口RAM(DPRAM)用于解决主控制处理器与PMAC的通讯瓶颈问题，实现PMAC与主控制处理器之间的高速重复不需握手的数据通信［2］。2.2　控制系统工作原理及软件设计　　(1)工作原理及流程图　本虚拟轴机床以兼容普通加工中心的加工能力为主要目标之一，因而在数控加工程序编制上遵循使用传统的NC代码指令，以便于编程和程序的移植与交流。然而由于机床结构的根本不同使得与传统机床直接控制X、Y、Z轴不同，在三杆虚拟轴机床上不能从NC代码直接到伺服控制，要实现一定刀具位姿，必须转换为控制空间时刻变动的运动副的长度或转角，这里面就必须包含NC代码格式变换、插补、坐标变换及运动学变换等。这些就构成了虚拟轴机床数控软件不同于传统机床的虚拟轴模块。软件流程图见图3。图3　虚拟轴机床数控软件流程图　　(2)造型及NC代码生成　本系统充分发挥了PC机软件资源丰富的优势，吸收了现有CAD/CAM技术的成果，造型及NC代码生成采用了国产优秀软件ME(制造工程师)。它是一个性能价格比较高的CAD/CAM软件。ME界面非常友好，具有丰富的曲线、曲面造型功能，可对三维模型进行放大、缩小、旋转、渲染等，可对加工过程进行手动、连续及真实感仿真。它还具有IGES及DXF等接口。可按多种加工方法，进行不同的后置处理以生成NC代码。这为在虚拟轴机床上实现CAD/CAM一体化奠定了基础。　　(3)NC代码格式变换　PMAC允许执行机床类型的RS-274(NC代码)程序，PMAC把G、M、T和H代码作为子程序来调用。对于由造型软件生成的NC代码中因指令续效功能而出现的省去代码标志的X...Y...Z...等程序段，由于虚拟轴机床控制的轴不是X、Y、Z三方向运动轴，而是空间时刻变动的轴，它不能执行这类程序段。为了使PMAC可以识别这些程序段并进而调用相应子程序执行，必须对NC代码进行格式变换，增加所有因续效省去的代码标志。　　(4)插补　直线和圆弧插补都采用了时间分割法。其中在圆弧插补的算法上采用了一种基于坐标变换的新方法［5］，即根据圆弧相对其圆心的位置，将圆弧分为上半平面型圆弧、下半平面型圆弧及复合型圆弧三种，对不同种类的圆弧建立不同形式的辅助坐标系，通过坐标变换将原坐标系中圆弧插补

杭州逻辑自闭症医院

成都比较好的生殖医院

长沙泌尿外科医院

沈阳儿童自闭症医院

辽宁肿瘤医院