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你从未了解的四轴巡边雕刻机数控操作系统设计(上)

更新时间:2018-07-30 点击数:579

你从未了解的四轴巡边雕刻机数控操作系统设计(上)

四轴数控巡边雕刻机控制系统的设计将传统的手工雕刻加工与机械自动化相结合已成为现代木制品生产加工的趋势。一方面可提高生产效率, 满足现代生活快节奏的物质需求; 另一方面可避免手工雕刻的不可重复性, 同时也可减少手工雕刻引起的失误。目前对三轴数控巡边雕刻机控制系统的研究较多,而针对四轴数控巡边雕刻机控制系统的研究还很少引,为此设计了四轴数控巡边雕刻机控制系统。控制系统的总体设计四轴数控巡边雕刻机实现的功能如下:


  以扫描仪或制图软件得到的图形为来源,将其导人到生成刀具路径的PowerMILL软件中,生成的刀具路径为G代码,数控雕刻机对这些G代码进行处理和修改,得到适合运动控制卡的刀具路径。将这些完善后的G代码导人到机床的操作界面中,操作界面再将加工信号通过运动控制卡分配给伺服电机驱动器和变频器。伺服电机驱动器发出电子脉冲给控制x、Y、z 轴做直线运动和A轴做旋转运动的伺服电机,变频器发出电子脉冲给电主轴控制刀具旋转加工。在运动控制卡端子板上还连接有用来反馈x、Y、z轴运动位置的传感器。


  一、各部分的功能如下:


  (1)通用PC机:它是整个巡边雕刻机的大脑,刀具路径的生成和完善、运动控制卡的操作界面等都需在其内部完成,其控制着整个加工过程。因其稳定性直接决定着发送给伺服电机电子脉冲的稳定性,影响机床的加工精度,因此要求PC机应具有良好的稳定性。 常用的PC机均可以满足要求。


  (2)扫描仪:扫描仪用来采集需要加工工件的信息,只有采用仿形加工时才能用到它,而且其需要和四轴数控巡边雕刻机配合使用。扫描不是唯一的信息采集方式, 我们也可以通过软件制图然后在PowerMIL L 软件中生成刀具路径,或者是人工编写刀具路径。


  (3)运动控制卡:它是用来连接电脑控制和机床加工的枢纽,电脑根据刀具路径代码发送信号到运动控制卡,它可以发出连续的高频率脉冲串分配给伺服电机驱动器和变频调速器,用以控制伺服电机和电主轴的旋转,从而完成机床的走位和加工。


  (4)伺服电机驱动器和伺服电机:它们需要配套使用,伺服电机驱动器用来接收运动控制卡发送过来的脉冲,经过其处理后再发送给伺服电机;伺服电机通过接收驱动器的脉冲来控制自己的旋转速度,再通过滚珠丝杠传递从而实现巡边雕刻机机床x 、Y、z轴的直线运动,或者以蜗轮蜗杆减速器来实现A轴带动工件的旋转。


  (5)变频器和电主轴:它们需要配套使用,变频器用来接收运动控制卡发送过来的脉冲,经过处理后再发送给电主轴; 电主轴通过接收变频器的脉冲来控制自己的旋转速度,以带动刀具的旋转实现加工的完成。


  (6)传感器:本研究所用的传感器为位移传感器,通过反馈机床x、Y、Z轴运动位置给运动控制卡,运动控制卡再根据反馈的信息来控制发送给伺服电机驱动器的脉冲,从而达到控制机床x、Y、z轴运动的目的。


  (7)制图软件:可以使用制图软件进行产品创新设计,然后将设计出的产品导人到PowerNILL 软件中生成刀具路径。


  (8)PowerMILL软件:该软件可按照提供的加工模型生成刀具路径,节约人工编程的成本。它是由英国DelcamPLC公司推出的功能强大、加工策略丰富的数控加工编程软件系统。


  (9)机床操作界面软件:该软件和运动控制卡配合使用可以控制整个机床的运动和加工,分为手动操作和按照刀具路径自动加工两种。

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