基于LabVlEW的三轴微铣削加工控制系统设计与研究.pdf

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1、加工技术与机床DOI：10．3969／j．issn．1009-9492．2014．05．009基于LabVIEW的三轴微铣削加工控制系统设计与研究韩睿聪，郭钟宁，罗红平，连海山，张伟(广东工业大学机电工程学院，广东广州510006)摘要：设计开发了一套微细铣削加工系统。该系统装硬件设备采用超精密三轴微动平台和转速可调电主轴；软件系统是基于LabVIEW图形化编程语言自主设计开发的运动控制系统，具有定位对刀、读取G代码、三轴联动加工和运动轨迹显示的功能，并用该系统进行了微细铣削加工实验。关键词：微小型机床；微细铣削；运动控制系统；LabVIEW中图分类号

2、：TG547文献标识码：A文章编号：1009—9492(2014)05—0040一o4DesignandExperimentalStudyoftheThree-AxisMicro-MillingControlSystemBasedonLabviewHANRui—tong，GUOZhong—ning，LUOHong—ping，LIANHai—shan，ZHANGWei(SchoolofEleetromechaniealEngineering，GuangdongUniversityofTechnology，Guangzhou510006，China)Abs

3、tract：Designanddevelopasetofmicromillingsystems．Aultra-precisionthree—axismicro-platformisusedasthehardwareofthisdevice，andthesoftwaresystem，whichisindependentlydesignedanddevelopedandbasedOnLabview。thegraphicalprogramminglanguage，hasseveralmajorfounctionsaslocatingandtoolpreset

4、ting，G—codereading，three-axismachiningandtrajectorydisplay，andseveralmicro—millingexperimentswerecarriedoutwiththesystemdesignedbymyself．Keywords：micromachinetool；micromilling；motioncontrolsystem；LabVIEW0引言构由超精密三轴微动平台和转速可调电主轴组近年来，随着制造技术的不断发展，产品的成，软件系统则基于LabVIEW图形化编程语言自高品质和小型化已经成

5、为一种发展趋势。与之对主设计开发，具有定位对刀、读取G代码、三轴应的精密微细加工技术亦是当前机械制造科学与联动加工和运动轨迹显示的功能，并利用该系统技术领域的前沿和热点u。精密制造技术是现代高进行了微细铣削加工实验，验证了该套装备的加科技产业和科学技术的发展基础，是现代制造科工性能。学的发展的重要方向之一。在众多的微制造技术1装备硬件结构中，微细铣削加工技术因具有加工材料的多样性该装备硬件结构分为加工和控制两大部分。和能实现三维曲面加工的独特优势，并以其加工加工部分由三轴微动平台和转速可调电主轴两个精度高、成形能力强的优点在微加工制造领域受核心部件组成

6、。三轴运动平台采用德国PI公司的到越来越广泛的关注口。由于它在未来的电子、汽超高精度三维微动平台，能实现、y、z三个方车、模具、国防等行业具有明显的应用前景，越向上的自由移动，轴的内部使用超精密滚珠丝杠来越受到国内外广泛关注。因此设计开发具有很导轨，具有精度高、效率高、寿命长、磨损系数高精度并能实现各种复杂二维和三维结构加工的小、结构紧凑等特点，使得运动定位精度可达微细铣削加工装备具有重要的科研和现实意义。lIxm，而双向重复定位精度。加工主轴采用日本设计开发了一套微细铣削加工装备。硬件结NSK电主轴，气动冷却，油脂润滑。采用内装式收稿日期：2014—

7、03—18韩睿聪等：基才LabVIEW的三轴微铣削加工控制系统设计与研究加工技术与电动机直接驱动，它把电机到主轴的传动链缩短动控制卡的动态链接库DLL中的功能函数，运动为0，结构简单、回转精度高、运行稳定；电机控制卡配备了功能强大的库函数，主要包括：板由变频器驱动，主轴转速在1000～80000r／rain区卡初始化函数、轴初始化函数、单轴运行函数、间可调，能够满足不同加工状态下对刀具转速的I／O控制函数、停止运行函数、各轴映射函数、回需求。控制部分则由工业用控制主机和运动控制原点检测函数以及轴停止函数等，通过对这些初卡组成。工控机用于实现控制软件与运

8、动控制卡始功能函数的调用实现运动控制卡的二次开发，之间的连接和人机交互界面的显示，而运动控制从