数控铣床的控制系统设计与分析

数控装置是数控系统的核心,其硬件和软件的设计对整个铣床的功能产生决定性的影响。PIC16F87X单片机以其独特优势,在铣床的控制系统中得到广泛应用。该控制系统的软硬件设计是相辅相成的,硬件设计是基础,软件设计实现最终加工。软件的插补子程序在考虑多任务性和实时性的基础上,采用程序相对简单,计算速度却较快的逐点比较法。     

基于PLC的挤出机进料段内螺纹加工控制系统研究

针对普通车床在塑料挤出机进料段内螺纹加工时存在效率低和内螺纹螺距超过500 mm时无法自行加工的问题,将采用触摸屏、PLC和其位置单元设计开放式控制系统的技术应用于研制高效数控专用铣床中。开展了内螺纹螺旋线理论方程和现有加工过程的分析,建立了专用铣床在内螺纹加工过程中各个轴之间的运动关系,提出了"采用威纶触摸屏MT8000和松下FP2可编程逻辑控制器及其插补型位置单元,设计内螺纹加工的专用铣床及其控制系统"的方法;在理论上对内螺纹加工铣床的可行性和加工效率进行了评价,并进行了控制系统的试验和生产实践。研究结果表明,所研制的数控铣床在进料段内螺纹加工时的效率提高了25%以上,达到了预期设计要求,同时加工系统还具备"操作界面简单、容易上岗"等特点。     

小型数控铣床

瑞士Schaublin公司的28-CCN高精度铣床,具有传统铣床的操作简单的优点,同时还具有数控铣床的优点,能够完成数控铣床所能完成的全部加工。 该铣床的基本设计思想是操作简单。装有四个手轮。其中,三个手轮用于控制纵、横、垂直坐标轴的运动,与手动控制机床的实际操作一样。第四个是“智能”手轮,用它可以组配纵、横坐标轴的运动,以完成直线插补和圆弧插补。 该机床的控制系统可以控制两种     

微型数控铣床控制系统及NC代码编译算法的研究

根据开放式数控系统的设计理念,开发了微型数控铣床的运动控制系统。首先,对系统的硬件结构及原理进行详细设计;然后,根据功能需求设计控制系统的上位机控制软件;最后,利用正则表达式类库函数作为匹配和分析工具,结合数据库技术,对NC代码的编译系统进行研究,并针对该数控铣床的控制系统设计了一套专用的NC代码的编译工具。该NC代码编译算法在微型数控铣床系统中进行了验证,并运行良好,为今后数控系统创新研究提供了参考。     

XNC-1数控系统

江南计算技术研究所与无锡市机床电器厂研制成功高性能数控系统。XNC-1是具有四坐标轴控制、三坐标轴联动和动态图象模拟显示功能的微机数控系统,有较强的轮廓加工能力,采用闭环或半闭环控制,控制精度高,加工速度快,能实现直线插补、圆弧插补和螺旋线插补,能满足数控铣床、镗床、钻床和小型加工中心的控制要求。     

基于ARM9的多功能数控系统硬件设计

针对再制造需求,提出了一种性价比较高的基于ARM9微处理器的多功能机床数控系统。硬件平台采用模块化设计,以三星S3C2440A微处理器为主控CPU,ATmega88为从CPU,实现零件加工的自动控制。主控CPU主要完成数控程序的输入、键盘输入、LCD显示、程序的解释和粗插补等主要功能;从CPU为辅助设备,主要完成精插补功能。系统包括外围扩展人机交互模块和通信模块,完成人机交互功能和数据的通信,显示部分可配8in彩色显示屏。该系统具有功耗低,成本低,可实现数控车、铣、车铣复合和钻等加工工艺的特点,并且结构简单,极大地方便了系统的维护和升级,在经济型数控机床领域具有广阔的应用前景。     

基于ARM9的冲床数控自动送料系统设计研究

针对高档数控机床价格昂贵,中、低档数控机床加工效率低的问题,本文设计研究了一种基本ARM9的冲床数控自动送料系统。系统以ARM9为核心控制器,采用三次样条插补算法、S形加减速控制方法控制伺服电机平稳高速运行、达到较高的加工精度,自动完成用户加工程序的输入存储处理功能、字符及图形显示、自诊断、数据运算、插补计算以及位置控制等功能,适合用于普通机床的数控化改造或经济型数控机床中,代替基于PC机的数控机床,降低成本。     

基于ARM9的多功能数控机床硬件设计

面向再制造需求,提出了一种性价比较高的基于ARM9微处理器的多功能机床数控系统。硬件平台采用模块化设计,以三星S3C2440A微处理器为主控CPU,ATmega88为从CPU．实现零件加工的自动控制。主控CPU主要完成数控程序的输入、键盘输入、LCD显示、程序的解释、粗插补等主要功能;从CPU为辅助设备,主要完成精插补功能;系统外围扩展人机交互模块,通讯模块,显示部分可配8英寸彩色显示屏,完成人机交互功能和数据的通讯。该系统具有功耗低、成本低、可实现数控车、铣、车铣复合、钻等加工工艺的特点,并且结构简单,极大地方便了系统的维护和升级,在经济型数控机床领域具有广阔的应用前景。     

基于无线通讯开放式数控系统双轴同动的研究

利用PC、PLC以及无线通讯模块搭建了具有无线通讯功能的开放式数控系统的硬件平台,阐述了PC与PLC之间无线通讯的协议和实现原理。针对目前多轴联动数控插补存在的不足,提出了双轴同动新的数控插补方法,说明了双轴同动的控制原理。设计了PLC实现双轴同动的控制程序;利用Visual C++6.0开发了上位机PC机的通讯与控制软件。最后在立式铣床上进行了加工实验,实验结果表明双轴同动方法可行,在双轴同动模式下机床加工速度快,加工出来的产品表面粗糙度小。     

可配置型五坐标B样条插补控制器的研制

针对采用五轴联动数控机床的线性插补功能进行数控加工存在的不足,提出了一种B样条插补控制策略用于五轴联动数控机床以实现复杂曲面零部件的高速高精数控加工。参考开放式、模块化体系结构控制器(OMAC)标准,开发了具有B样条插补功能的五轴联动数控机床运动控制器。该控制器将控制任务按照实时性要求进行划分。人机交互、代码解析及参数映射关系构造等过程离线完成,插补运算、离散逻辑控制及逆运动学变换等过程由实时线程执行,保证了数控系统的硬实时性。为简化NC程序的编制过程,控制器设计为接收工件坐标系下的加工信息。通过开发适应各种形式数控机床的逆运动学变换模块,并将机床参数设计为可用户定制,使得控制器具有良好的通用性。在控制器内部建立NC程序文件中位置曲线和方位曲线间的参数映射关系,使得机床平动轴与转动轴间的运动规划符合实际加工要求,并可保证加工精度。实际加工实验中,在采用B样条插补算法的NC程序量降低为线性插补NC程序量15%倍时,其插补误差为线性插补误差的45%,控制器插补精度为0.68,表明该B样条插补控制器可以满足五坐标数控加工的要求。     

固高运动控制卡在指形铣刀五轴数控磨床中的应用研究

以固高运动控制卡为核心,提出了一种应用到指形铣刀刃磨机设备上,由PC机+固高GE-400-SV运动控制卡+伺服电机构成的开放式数控系统,对硬件和软件部分分别作了概述。硬件部分主要介绍了这种应用于指形铣刀刃磨机上的开放式系统的结构特征、整体规划,软件部分主要介绍了固高运动控制卡动态连接库函数的使用和初始化程序设计,并指出了这种开放式数控系统在专用数控机床上应用的广阔前景。     

基于LabVIEW的双铣刀数控机床控制系统

为解决单铣刀螺杆铣床在加工塑料行业挤出机螺杆时存在效率低的问题,将采用工业计算机和运动控制卡设计开发开放式数控系统的技术应用于研制高效的双铣刀数控螺杆铣床中.开展了螺杆外形和现有螺杆加工过程的分析,建立了机床在螺杆加工时各个轴之间的关系,提出了采用虚拟仪器软件LabVIEW及其motion模块和NI公司的PCI-7390运动控制卡,设计双铣刀同时加工的专用铣床及其控制系统的方法;在理论上对双铣刀数控机床的可行性和加工效率进行了评价,并进行了两把铣刀同时加工螺杆的实验.研究结果表明,所研制的双铣刀数控机床不仅实现了两把铣刀的同时加工,使加工效率提高了10％以上,加工系统还具有工作界面简单、易懂,容易上岗操作的优点.     

基于ARM9的嵌入式数控铣床控制系统的设计

传统数控系统硬件大多基于通用计算机或工业控制计算机之上,软件基于Windows平台。软硬件成本高、功耗大、资源浪费。文章给出了一种基于Linux操作系统,以ARM9微处理器为硬件平台,向动力驱动装置,即伺服电机和步进电机驱动器提供控制信号,控制铣刀的旋转和走位的嵌入式数控铣床控制系统的实现方案。经实验表明,系统在较好地满足传统数控铣床系统功能要求的前提下,大大降低了成本,节约了资源。     

机床数控软件化结构体系

提出了一种新的机床数控软件化的体系结构及其相关技术 ,该结构体系将数控机床运动控制与工艺性能控制分离 ,分别由两个基于PC的控制器控制 ,其软件具有独立于硬件的性质 ,而且运动控制的软件是通用的。给出了该结构体系下通用的数控机床运动控制基本软件模块 ,工艺性能控制以一种玫瑰线铣削加工为例 ,表明在本技术支持下 ,机床数控具有独立于具体硬件的软件化结构体系。本技术将直接支持工艺性能完全不同的机械制造设备的开发 ,如可以用于铣床、车床等通用金属切削机床的数控化 ,也可以用于开发齿轮和复杂曲面加工的专用数控设备 ,还可支持机器人、铸造、锻压以及剪切设备机械运动的数字控制     

提高数控铣削效率的实时负载反馈智能控制系统

本文以数控铣削加工机床为控制对象,探讨了一种具有实时负载反馈的参数自调整模糊恒功率控制系统,以提高机床的加工效率。在通过计算机仿真验证了控制方案可行性的基础上,设计了系统的硬件和软件,并进行了联机实验。实验结果表明,系统是稳定的,达到了预期的设计目标。     

基于知识重用的数控深孔加工机床的快速设计

为满足多元化需求的用户对数控深孔加工机床的个性化要求,提出了一种基于知识重用的数控深孔加工机的快速设计方法。选用规则推理(RBR)与实例推理(CBR)两种方式相结合的混合推理技术进行数控深孔加工机床知识重用的研究。基于知识重用理论,根据数控深孔加工机床结构和功能的设计要求对其进行模块划分,建立数控深孔加工机床模型库。使用Visual Basic 6.0(VB)对Solid Works 2010进行二次开发,选择Access为数据库,研究快速设计系统,实现数控深孔加工机床快速化设计。     

面向螺旋槽加工的电解工具磨床数控化再制造技术研究

针对部分电解工具磨床因功能单一而闲置的现状,提出数控化再制造思路和方案.通过对传动部件的再设计,以及基于PC机的专用数控系统开发,再制造为面向螺旋槽加工的专用数控工具磨床.实际应用表明,再制造后的磨床可以进行各种螺旋槽的磨削加工,加工效率和精度都比普通磨削方式有较大提高,且再制造资源节约效果明显.     

不锈钢薄壁阀座零件的数控铣削加工与夹具

数控铣床批量生产零件时,每个零件的装夹都要保证零件的中心、圆周角度方向上的一致性,必须要设计一个简易的专用夹具,使定位精度和加工精度得到保证,零件的加工质量和生产效率得到提高。     

CNC系统开发与应用

介绍一种基于单片机控制的CNC系统,阐述了系统的硬件组成、软件设计和工作原理.该系统已成功应用于数控车床、数控铣床等机床控制中,其投资成本小,性价比高,完全满足企业生产的各项技术要求,特别适合中小企业及个体企业投资需要.     

数字孪生驱动的数控铣削刀具磨损在线监测方法

针对数控铣床不断老化导致刀具磨损预测模型误差较大,加工过程中动态数据难以在线采集等问题,提出一种数字孪生驱动的刀具磨损在线监测方法。采用神经网络对加工过程中的多源数据进行特征提取,建立考虑机床老化的刀具磨损时变偏差量化模型,并在此基础上提出数控铣削刀具磨损的在线预测方法;开发了面向刀具磨损的数控铣削数字孪生系统,在线感知加工过程中的动态数据并实时仿真刀具磨损过程;最后,将该方法应用于实际加工中并与其他的预测方法进行了对比,结果表明该方法有效降低了机床老化带来的误差,实现了刀具磨损的精确预测。