基于PC+NC结构的数控系统的研究与开发

采用PC＋NC结构，以功能强大的PMAC多轴运动控制器为NC核心，采用工业控制计算机和Windows操作系统为软硬件平台，基于MFC和VC＋＋开发了数控系统操作软件，充分开发了PMAC的数控功能和PC机的管理能力，工业控制计算机和Windows系统确保了系统的开放性。该方案已成功应用于某型数控钻铣床。     

一种新的三自由度摇摆台位置逆解及仿真

介绍了摇摆台机构的一般特点,在分析了一种三自由度并联摇摆台的基础上指出其存在的主要问题是不能完全克服附加运动的产生,以及台面姿态角与支撑杆位置换算关系复杂,不利于进行全闭环控制.提出了一种新的三自由度摇摆台结构,并进行了空间姿态位置解算.计算发现,特殊的结构设计克服了摇摆台在横摇、纵摇旋转时的附加运动;回转运动的分离控制在减少了电动缸数量的同时也简化了控制方法.并且,直接安装角位移测试装置能测出摇摆台面的姿态角,便于进行闭环控制,这些都能提高位置精度.最后,进行数值计算并在Matlab中进行了仿真,结果表明,利用上述算法计算的摇摆台轨迹与实际运动情况一致,对摇摆台的运动控制具有直接的应用价值.     

舰用三轴摇摆试验台控制策略研究

分析模拟舰船摇摆的三自由度摇摆台的控制要求和控制对象,建立其控制模型.根据控制模型和指标要求设计摇摆台硬件配置方案,并采用一种新型的基于组合表查询方式的模糊控制方式对摇摆台的位置进行控制.加载测试结果表明:该三轴摇摆台的控制精度高,实时性好,跟踪误差小.     

基于PMAC的并联机床运动控制技术研究

介绍了国内最新引进的PMAC2-PCI的强大功能和在PC平台上的即插即用特点,研究了适用于并联机床的运动控制技术,设计了运动控制系统的硬件结构和软件实现技术,充分利用PMAC2-PCI的多轴联动控制和快速实时通讯能力以及PC机丰富的软件资源和高效的数据处理能力,实现了五轴联动并联机床的人机交互、位置伺服控制、刀具位姿实时检测和全闭环控制等功能,具有加工速度快,控制精度高,系统运行稳定等优点。     

基于PC＋NC型体系结构的高性能数控系统的研究

本文详细介绍了一种以DSP为核心的多轴运动控制器PMAC卡，描述了其结构及功能特点。在此基础之上，进一步探讨了基于PMAC多轴运动控制器的开放式、高性能数控系统的研究和开发，并给出了系统软、硬件结构图。     

快走丝复杂曲面线切割伺服系统设计

采用工件运动的方式进行复杂曲面线切割加工是个很好的选择,而对工件的三维空间定位伺服机构的精确控制是进行零件加工的关键.以研制的三轴联动高精度数控转摆摆工作台为基础,提出了基于多轴运动控制器(PMAC)的五轴联动线切割机床伺服控制系统.介绍了机床的总体结构和PMAC卡的PID控制算法.控制环节采用底层开发的开放伺服PID控制策略,利用PMAC TURNING软件对转摆摆工作台各轴的PID参数进行了调节并获得了合理数据.试验表明工作台获得了较好的稳态特性和动态特性,实现了工作台的精确位置伺服控制.为实现高精度复杂曲面线切割加工提供了有力支持.也为研制复杂曲面电火花线切割智能制造系统奠定了基础.     

基于PMAC的数控流镀试验装置设计

为解决曲面电刷镀自动化问题,设计一台基于PMAC的数控流镀试验装置.该装置采用摆头转台式结构,具有x、y、z3个平动轴,绕Y轴的摆动轴B和绕z轴的转动轴C,可实现五轴流镀加工.该装置数控系统采用PMAC嵌入工控机的开放式结构.     

PMAC多轴运动控制器应用研究

本文通过对PMAC多轴运动控制器应用方案的论述，介绍了利用PMAC构建一个机电一体化实验装置所需要的软硬件结构，以及构建系统的方法、解决手段和需要注意的事项。     

基于PMAC的椭球面封头接管自动焊接装置

通过利用多轴运动控制器PMAC控制焊接件绕轴回转瞬时角速度和焊枪移动速度，为实现椭球面封头接管相贯线接缝的匀速焊接而研制开发了一种自动焊接装置、介绍了自动焊接装置的结构组成、椭球面封头接管相贯线接缝的建模方法以及控制焊接件绕轴回转瞬时角速度和焊枪移动速度的原理技术等。初步试验结果表明，该自动焊机具有焊接表面平滑均匀，焊接效率高，焊接质量稳定的特点     

四轴联动数控玻璃刻花加工中心控制系统设计

介绍了四轴联动数控玻璃刻花加工中心的机械结构和同步控制方法,阐述了嵌入PMAC多轴运动控制器数控系统的构成和原理.采用这种基于上、下位机的双CPU数控系统,能满足使用要求.     

全液压三轴仿真转台解耦问题的研究

本文从液压三轴仿真转台的模型出发，在研究了耦合对系统精度影响的基础上，对系统模型进行分段线性化．并采用状态反馈以解决三轴转台的耦合问题。     

基于ARM+DSP的嵌入式Linux数控系统设计

提出一种以ARM+DSP等为硬件基础的嵌入式Linux数控系统设计方案,将数控系统按实时性分为实时模块和非实时模块,采用运动控制芯片DSP保证实时性,ARM-Linux则运行实时性要求不高但功能复杂的数控任务。数控系统硬件上采用主从式双CPU结构,软件架构包括界面层、实时层和非实时层。该方案充分利用了Linux的健壮、开源、应用广泛和运动控制芯片PCL6045功能强大、算法成熟的优势完成高性能、低成本3轴联动数控系统的设计。实验结果表明:该数控系统实时性好、可移植性强。     

关于DR检测图像拼接技术的探讨

DR成像技术的众多优点令其在目前的工业检测中应用广泛。针对大型工件，由于成像板的尺寸限制，因此需要使用专用的图像拼接软件，以完成整个被检工件的完整射线检测图像显示。介绍了在使用多自由度射线检测系统时，当分别在水平与垂直方向逐步透照大型工件时，产生的图像拼接问题。检测发现，工件转台水平偏移透照方式对图像拼接质量没有影响，但是转台垂直偏移透照时会导致图像拼接质量不佳。分析出在两个方向上拼接效果不同的原因在于垂直方向上的影像放大倍数不同，提出为了实现对大型工件的有效检测，射线检测系统设计时应该采用面板探测器的水平和垂直运动，而非工件转台运动的建议。     

基于ARM9的非球面眼镜片数控车床设计

为解决非球面眼镜片加工难题,设计了一种基于ARM9-Win CE的三轴联动数控车床.介绍了该机床的机械本体结构设计、控制系统设计以及加工方式.     

基于PLC与触摸屏的阀门密封面等离子弧粉末堆焊控制系统设计

介绍阀门密封面等离子弧粉末自动堆焊控制系统的组成及控制过程。该控制系统基于三菱的FX3U系列可编程控制器(PLC)和光洋的触摸屏设计而成。采用三菱的J2S系列伺服放大器和伺服电机组成绝对位置系统,用以控制焊炬摆动和焊炬沿转台的径向移动。转台则由变频器控制。通过触摸屏输入相关参数,控制系统即可对堆焊道数和摆动宽度进行优化以满足堆焊尺寸要求,并自动移动焊炬到起始位置,完成堆焊从开始到结束的全过程。该控制系统操作简单,控制精度高,可靠性高。     

数学化电阻点焊控制器

根据电阻点焊的控制要求,设计了基于微处理器技术的数字化点焊控制器。控制器基于PHILIPS的80C552单片机设计,具有焊接程序控制、焊接电流波形调制、故障诊断等功能;控制器提供了基于LCD显示与键盘输入的数字化参数设置界面对控制器的可靠性设计进行了分析,采取了硬件和软件的抗干扰措施。试验证明设计的点焊数字控制器具有良好的动态特性。     

Improved NC path validation and manipulation with augmented reality methods

Five-axis milling offers many advantages over the conventional three-axis milling process. However, because of the potentially complex motions, it is difficult for the machine tool operator to anticipate the actual movement based on the NC program. In this paper a software system for the NC path validation and manipulation during the milling process is introduced. This system is meant to expand the information given to the machine tool operator by enriching the view with data of a concurrently running milling simulation. The simulation is synchronized with the real-world machine tool movement by detecting the position of a marker that is mounted on the head stock. With this combination of real-world view and computer-generated data, which is called Augmented Reality, the machine tool operator is able to detect critical situations—like collisions between tool holder and workpiece or excessive forces—and may adjust the NC program accordingly.     

逆变弧焊电源的三相功率因数校正器

对于三相输入的大功率逆变弧焊电源,采用三相升压拓扑进行功率因数校正,以矢量变换的思想研究其调制过程.总体系统的控制采用了双环思想,内环为电流环,用以实现输入电流对电压的相位跟踪,外环为电压环,负责控制输出电压的恒定,并为电流内环提供调制指令,系统采用双环控制,为使系统实现单个开关周期校正控制误差的无差拍控制,整个系统通过TMS320LF2407A DSP芯片控制,采用saber软件进行了仿真辅助分析,给出了电路系统的结构框图和控制方案以及软件流程,实现了电源系统的数字化.试验结果实现了功率因数为1,三相输入电流与输入电压均同相,且为较为标准的正弦波,电流谐波畸变远小于10%的目的,满足了国际上关于谐波限制的标准.     

基于展开轮廓三轴代码转换的轴类零件四轴加工研究

以具备复杂展开轮廓外圆柱面的轴类零件为研究对象，针对复杂展开轮廓外圆柱面四轴数控加工代码生成的不稳定、耗时长及效率低的问题，研究其展开轮廓三轴代码转换四轴代码的方法。基于四轴数控机床结构及运动控制机制，分析UG软件中复杂展开轮廓外圆柱面的数控代码生成方法。研究复杂展开轮廓三轴代码的刀位坐标与四轴代码的数据转换关系，开发轴类零件外圆柱面展开轮廓的四轴代码转换软件。通过UG及所开发代码转换软件，生成轴类零件复杂展开轮廓外圆柱面的四轴数控加工代码，并于Vericut软件中仿真验证。测试结果表明：所研究方法可直接实现轴类零件复杂展开轮廓外圆柱面的四轴数控代码生成，具备稳定性与速度效率的优势。     

双转台五轴机床加工代码的转换与应用

通过分析双转台五轴机床结构与运动方式,研究了该机床结构的加工点位坐标转化规律和数控系统的代码转换规律,并推导出相应的公式。结合自动编程软件进行自由曲面叶轮的加工编程,通过上述推导的公式将编程得到的刀位文件转换为机床能够识别的代码,对生成的代码进行了仿真验证并基于此进行了实际加工,证明了所推导公式的正确性。该研究为用双转台五轴机床加工自由复杂曲面提供了理论基础。