活塞环数控车床调控装备探究.doc

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1、根据活塞环自由型线成形过程可以看出，活塞环车削除要求数控系统具有一般控制功能之外，还应满足如下的功能要求：实时响应能力强。活塞环车削属非圆曲线加工，所涉及的数据多，与主轴协调控制要求严格，尤其对于高速切削，以满足活塞环车削高频响应要求；系统扩展开放性好。活塞环车削有其特殊的控制要求，如电子软靠模建立，伺服控制修正等，其控制系统应具有特殊控制要求的扩展功能，控制鲁棒性好。由于直线电动机直接控制驱动负载，没有任何缓冲环节，负载的变化和外界的干扰直接作用在直线电动机上，这要求控制系统具有较强抗外部干扰能力，以提高系统的稳定性；系统集成性好。控制系统应能与活塞环CADCAM系统或其他系统集成，以方

2、便简化用户操作。　　活塞环车削数控系统的结构组成本文所研究的活塞环车削数控系统，是一种由工业PC机和多轴运动控制器组成的两级控制开放式结构，多轴运动控制器是系统的核心。该系统具有高速运算处理功能，具有上、下两级的开放性，易于系统功能的扩展，满足活塞环车削对数控系统功能要求。活塞环车削数控系统的硬件结构如所示，系统上位机为工业控制机（Pentum），下位机是以高速DSP为CPU的多轴运动控制器，选用美国DeltaTau公司的PMAC四轴运动控制卡，主频为40MHz，担负着主轴的变频调速控制、直线伺服电动机和普通交流伺服电动机的实时运动控制，以及机床的逻辑控制等系统控制任务。主轴电动机为变频调

3、速电动机，配带光电编码器；径向进给运动X轴直线伺服电动机为闭环控制，轴向进给运动Z轴伺服电动机为半闭环控制。　　活塞环车削数控系统的软件组成所研制的活塞环车削数控系统是在WindowsNT环境下，使用VC60开发的。如所示，系统软件由一个主控模块和若干功能模块组成。系统主控模块为用户提供了一个友好的窗口操作界面，在此界面下各功能模块以菜单的形式被调用。系统功能模块又可分为实时控制类模块和非实时计算管理类模块两大类，实时控制类模块是用于控制机床运动和动作的软件模块，具有毫秒级甚至更高要求的时间响应，而计算管理类模块没有具体的时间响应要求。　　数控系统控制界面基于时基的电子靠模控制，电子靠模是

4、以主轴编码器所发出的电子脉冲，通过存储在系统中的靠模数据来驱动径向进给电动机，完成所需的进给运动，通过修改系统中靠模数据便可方便地完成各种活塞环型线的加工。电子靠模与机械靠模原理32时基控制的概念时基控制是将所需控制轴的运动与指定外部轴的运动联系起来，进行两轴之间主、从协调运动的一种控制方法，使从动轴跟踪主动轴，将从动轴运动视为主动轴运动的函数。　　活塞环数控车床是以电子靠模代替常规的机械靠模进行活塞环型线加工。活塞环数控车床主轴旋转不受系统控制，是一根外部轴。车削加工时，要求直线伺服电动机所承担的径向进给运动接受机床主轴旋转运动的约束，通过对主轴编码器角度信号的采集来控制直线电动机的运动

5、，即主轴旋转到每个指定的角度，要求直线电动机运动到指定的位置，直线电动机运动速度也受主轴转速的控制，这就是本系统的时基控制。　　将基于Web的工作流管理技术引进协同反求工程系统中，可以实现在适当的时间把适当的信息传给适当的人，有效地把人、信息与应用工具合理地组织在一起，保证整个任务流程最快速地完成。同时，系统可以自动监控系统各单元的活动状态并作出相应评价，为系统承接多个反求工程任务提供决策支持。工作流管理工具的应用，可以在不修改具体功能实现的情况下，通过修改过程模型来改变系统功能，从而达到了大大提高整个反求工程系统运行效率的效果。