基于UMAC的鏜銑加工中心的數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)之結(jié) 論
結(jié) 論加工中心的發(fā)展是衡量一個(gè)國家先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志。本文在深入研 宄國內(nèi)外精工系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，根據(jù)TX1600G鏜銑加工中心的機(jī)械結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用 了 “NC+PC”型開放式精工系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了一套多軸多通道的基于UMAC運(yùn)動(dòng)控制 器的開放式精工系統(tǒng)。該精工系統(tǒng)具備機(jī)床基本功能，并添加了補(bǔ)償功能，進(jìn)行 了 PID調(diào)節(jié)，對提高加工中心的精度和效率具有重要的意義。其論文主要完成了 如下內(nèi)容：1.根據(jù)加工中心的特點(diǎn)，選用多通道控制的UMAC運(yùn)動(dòng)控制器為下位機(jī)， 進(jìn)行邏輯控制和執(zhí)行運(yùn)動(dòng)程序。以工控機(jī)為上位機(jī)開發(fā)系統(tǒng)人機(jī)界面，對系統(tǒng)進(jìn) 行非實(shí)時(shí)管理，如程序的編輯、參數(shù)設(shè)置、對刀等。以Wmdows系統(tǒng)為開發(fā)平臺， 采用模塊化方法開發(fā)人機(jī)界面，并通過試驗(yàn)臺對該人機(jī)界面調(diào)試運(yùn)行，驗(yàn)證了人 機(jī)界面有效可行。2.根據(jù)鏜銑加工中心的功能需求，設(shè)計(jì)并配置了系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)，如根據(jù)需求 選擇了 UMAC的軸卡，I/O卡及其他附件卡，經(jīng)計(jì)算選擇了伺服電機(jī)。根據(jù)手輪 的控制原理，設(shè)計(jì)了基于UMAC的手輪功能，編寫了手輪控制程序，并在試驗(yàn)臺 上進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行。根據(jù)機(jī)床需要編寫了 PLC控制程序和機(jī)床代碼子程序，實(shí)現(xiàn)了 機(jī)床的邏輯控制和運(yùn)動(dòng)控制。3.針對TX1600G鏜銑加工中心滑枕的撓度變形的問題，進(jìn)行了有限元分析， 根據(jù)得到的變形量，利用UMAC提供的一維位置補(bǔ)償功能，建立了適合加工中心 的撓度補(bǔ)償，并設(shè)計(jì)了修改撓度補(bǔ)償量的界面，通過修改補(bǔ)償量界面，可修改撓 度補(bǔ)償量，提高了精工系統(tǒng)的開放性。最后經(jīng)試驗(yàn)臺運(yùn)行調(diào)試后證明，該方法可 行，且操作簡單、響應(yīng)速度快。4.針對鏜銑加工中心高精度，穩(wěn)定性好的要求，控制系統(tǒng)采用了全閉環(huán)控制。 分析UMAC提供的“PID反饋+前饋+陷波濾波器”控制算法，根據(jù)控制原理調(diào)整 了 PID參數(shù)，減小了系統(tǒng)的跟隨誤差和滯后性，使得系統(tǒng)響應(yīng)比較接近理想狀態(tài)， 從而提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度與控制精度。從當(dāng)前的研宄成果來看，鏜銑加工中心精工系統(tǒng)還需要進(jìn)一步的完善，需要做以下幾項(xiàng): 1.鏜銑加工中心采用了 “UMAC+IPC”模式的精工系統(tǒng)，由于時(shí)間有限， 課題中應(yīng)用和開發(fā)了 UMAC的部分功能，通過編寫人機(jī)界面，實(shí)現(xiàn)了精工系統(tǒng)的 基本功能。為了滿足用戶更高的需求，需要深入研宄UMAC的功能和精工系統(tǒng)的 控制功能，在精工系統(tǒng)中添加更多的功能模塊。2.精工系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)操作者檢驗(yàn)程序并實(shí)時(shí)觀察零件加工的進(jìn)度，在系統(tǒng)中 添加三維實(shí)體動(dòng)態(tài)刀具軌跡顯示功能。用戶利用刀具軌跡顯示功能觀察機(jī)床加工 進(jìn)度，并可以校驗(yàn)程序，實(shí)現(xiàn)加工過程可視化。