数控雕刻控制系统的原理.docx

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1、精品文档你我共享雕刻机的数控系统是一种轨迹控制系统。从本质上讲，是以各运动轴的位移量为控制对象，使各运动轴协调运动的自动控制系统其基本工作过程为：首先通过雕刻软件将待加工的图形数字化，并生成加工路径信息，通过某种数据传输方式将加工路径信息传输给控制系统然后控制系统根据加工路径信息进行相应的运算及处理，生成控制命令并发送给各运动轴，使X、丫、Z三坐标轴、雕刻机主轴以及辅助动作协调运动，实现刀具与被加工工件的相对运动，自动完成加工。由此即可雕刻出在雕刻软件中设计的平面、文字或立体图形，实现了自动化的雕刻加工。专注于运动控制十六年S

2、INCE2002i'i>tii硬件是系统运行的基础，是实现系统控制功能的必要载体，控制系统的优劣直接影响雕刻机的加工性能、工件的加工精度等诸多方面。控制系统的硬件主要由主控制模块、进给驱动系统模块、主轴驱动模块、雕刻机电源模块以及辅助模块五大模块构成主控制模块01精品文档你我共享主控制模块是控制系统的核心部分，雕刻加工代码的分析处理、整个雕刻机系统的控制管理都由该模块完成。因此，主控模块的处理速度直接决定着整个雕刻机控制系统的运行速度。主控制模块主要有：以高性能通用CPU组成的工控板构成主控制模块、以高速运动控制芯片构成主控制

3、模块、以APM处理器高性能单片机构成主控制模块、以PC+高速运动控制卡构成主控制模块以及以PC+模拟数控软件构成主控制模块。02进给驱动系统模块目前雕刻机进给系统主要有步进电机驱动系统和交流伺服电机系统两种方式。步进电机是将脉冲信号转换为角位移的执行元件，电机绕组每接收到一个脉冲，转子就会转过一个相应步距角，通过对脉冲数和脉冲频率的控制即可实现对步进电机的控制。由于步进电机没有累计误差，且控制性能好，因此在数控系统中被广泛应用。随着技术的不断发展，交流伺服系统逐渐发展成熟并越来越多的应用到数控系统中，它与步进电机在控制方式上十

4、分相似，但实用性能和应用场合却有较大的差异。03精品文档你我共享主轴驱动模块主轴驱动模块是数控机床的核心部件之一，其输出性能对数控机床的整体水平影响较大。主轴驱动不同于一般工业驱动，不仅要求具有较高的转速、精度以及动态刚度，还要求具有连续输出高转矩的能力以及较宽的恒功率运行范围。目前，主要采用专用的主轴电机(电主轴)和采用直流电机带动主轴机构。电主轴电主轴是“高频主轴”(HighFrequencySpindle)的简称，是内装式电机主轴单元。它把机床主传动链的长度缩短为零，由于没有中间传动环节，实现了机床的“零传动”有时也称作

5、“直接传动主轴”(DirectDriveSpindle)。它可以进行恒功率或者恒扭矩的输出，径向精度在0.01-0.001mm，轴向精度在小于0.003mm。具有结构紧凑、重量轻、惯性小、振动小、噪声低、响应快等优点，而且转速高、功率大，便于机床设计，易于实现主轴定位，是高速主轴单元设计的一种理想结构。缺点是必须配以与之配套的变频调速装置，价格相对昂贵直流电机带动主轴机构直流电机带动主轴机构具有以下特点：调速范围宽、特性呈线性、快速反应、价格较低、技术成熟等特点。但和主轴电机相比，刀具的回转精度和轴向窜动较精品文档你我共享差，

6、且直流电机转速和精度等性能比主轴电机低，传动机构复杂等缺点。04雕刻机电源模块目前雕刻机电源主要有开关电源和线性电源两种。开关电源在工作时，其调整管处于饱和和截至状态，因而发热量较小，转换效率较高（75%以上）。但是开关电源输出的直流上面会叠加较大的纹波，需要通过在输出端并接稳压二极管来改善。另外由于开关管工作时会产生较大的尖峰脉冲干扰，需要通过在电路中串联磁珠来改善。线性电源在工作时其调整管为放大状态，因而发热量较大，转换效率较低（35%左右），需要加散热片，而且还需要体积较大的变压器。但是其稳定性较高，相较于开关电源没有尖

7、峰脉冲干扰，且它的波纹可以做得很小（5mv以下）。综合比较，线性电源实现方案简单，价格较低仅是开关电源价格的（25%左右），具有较高的性价比。05辅助模块雕刻机数控系统除了主控制模块、进给驱动系统模块、主轴驱动模块这些主要的部分之外，还有一些辅助的模块，如接口板、传感器等。接口板的主要作用是为主控制模块和各执行机构提供连接的通道。传感器是一种将被测量按照一定精品文档你我共享的精度转换为与之对应的、易于处理的测量装置。深圳众为兴技术股份有限公司成立于2002年。作为中国的运动控制解决方案提供商，众为兴建立了运动控制、电机驱动、数

8、控应用和工业机器人四大产品体系。公司产品广泛应用在工业机器人、印刷包装、金属加工、轻纺家居、电子装备、特种机床等领域，成为运动控制行业应用领域的代表性品牌。