机械网--CNC雕铣机数控系统的设计

1种高速CNC雕铣机数控系统的设计 摘要:丈章扼要介绍了当前数控系统的开放化趋势，和基于PC的数控系统的不同开放化情势，在此基础上，详细介绍了1种高速数控雄枕机数控系统的模块化设计思想及其基于CPLD的4轴位里控制卡的设计。 关键词:开放式数控系统;CNC雌锐机;CPID;位笠拉制卡0 引言 最近几年来，随着现代制造业的发展，特别是计算机集成制造系统〔ComputerInt egratedM anufacturingS ystems,CI MS)的发展，产品更新速度的不断加快，中小批量生产比重的加大和数控系统利用领域的不断扩大，使得用户对CNC系统的需求显现多元化:在通讯组网方面要求CNC系统可以与CAD/CAM/CAPP等系统实现通讯;在系统的灵活性、可移植性方面则要求CNC系统具有模块化和可重新配置的特点可根据不同的用户需求，迅速、高效、低本钱的构建面向用户的控制系统。 而传统的CNC系统由于专用性强，功能扩大困难房子被强拆了怎么办，软件移植性差，组网通讯能力差等等缺点，明显已跟不上发展的要求。 为了满足对数控系统更具柔性、灵活性和通用性的要求，出现了对开放式数控系统结构的研究。目前，世界上许多国家都对此投人了大量的人力、物力和财力，并取得了不小的成果，例如欧洲的。SAGA (Open即~ Architecture for Control within Automation)、美国的OMAC(伪,en Modular Architecture Controller)和日本的OSE(Open System Eavironmeat)i31o个 人 计 算机(PC)，由于其硬件的标准化、高速运算能力、开放总线、网络功能和丰富的软件资源等，使得它在改进CNC系统的用户界面、图形显示、动态仿真、数控编程、故障诊断、网络通讯等功能方面表现出了无可比拟的优势;系统设计者也能够将各种功能模块(如轴运动控制器,LO接口卡等)接人系统，将〔;AD/CAM软件装进系统运行并直接控制机床加工程序。因此，基于1C的开放式数控系统已成为数控系统开放化的主要方向。基于PC，主要是IPC(工业PC机)的开放式数控系统按数控部件与PC的连接，有以下情势: (1) 利 用 单片机或DSP作为数控轴的运动控制部件，采取双端口存储技术或串/并行通讯与主机(PC)交换数据，实现CNC控制; (2)利 用 PC高速运算能力，将硬件功能软化，用于CNC控制的硬件只是简单的接口; (3)利 用 EPCD,CPLD等大范围器件，作为基于l，的专用数字1脉冲伺服接口卡，控制实行电机的运动。 随 着 家 具制造业、广告招牌业、模具业的发展，特别是模具业对表面加工要求的提高，和传统电火花加工的不足，最近的1两年综合铣削与高速雕刻优点的CNC雕铣机在国内有了较大的发展。为了顺应市场的需求，我们设计开发了1种基于PC的高速雕铣机的数控系统。该系统的设计，在功能实现上，采取模块化的设计思想;在结构上，采取“位置控制卡+PC”的情势，也就是以上介绍的基于PC开放式数控系统的第3种情势，并设计了基于CPLD的位置控制卡来实现数字1脉冲伺服接口和其他v0接口功能。1 高速CNC雕铣机数控系统组成 1.1 系统结构及各部分功能 PC 10 4是 1种专门为嵌人式控制而定义的工业控制总线，其信号定义和PLAT基本1致，但电气和机械规范却完全不同，是1种优化的、小型、堆栈式结构的嵌人式控制系统，与普通PC,ISA总线控制系统相比有以下特点 (1)尺 寸 结构小:标准模块的机械尺寸是3.6x 3 .8英寸，即卯x 96mmo (2)堆 栈 式连接:总线以“针”和“孔”情势层叠连接.即PC104总线模块之间，总线的连接是通过上层的针和下层的孔相互咬和相连，这类层叠封装有极好的抗震性。 (3)轻 松 总线驱动:减少元件数量和电源消耗，4-A总线驱动即可使模块正常工作，每个模块卜2M能耗农村强拆怎么举报。 正是由于PC104体积小，功耗小，联接可靠，采取PC104作为主机，可以大大减小CNC控制器的体积系统更抓紧凑可靠。 因此，这里选用PCIO4工控机作为上位机，搭建了“位置控制卡+ PC104”的开放式情势数控系统，系统的组成框图如图1所示。图 1 高速数控雕铣机组成框图 根 据 功 能的不同可将系统分成以下各模块:系统管理资讯分类行业动态帮助文档展会专题报道5金人物商家文章