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巡边雕刻机多轴数控系统设计难度决定了这个产品本就不凡

更新时间:2018-08-02 点击数:372

巡边雕刻机多轴数控系统设计难度决定了这个产品本就不凡

五轴联动数控系统是目前数控技术中难度最大、应用范围最广的技术,集计算机控制、高性能伺服驱动和精密加工技术于一体,应用于复杂曲面的高效、精密、自动化加工巡边雕刻机。本文设计了一种用在陶瓷、铝合金材料加工的小型五轴联动数控巡边雕刻机,它采用基于PC机的开放式数控系统,利用CAD/CAM软件和UG/Post后置处理直接生成G代码,利用MACH3控制软件进行运算插补,产生各个轴的脉冲信号,并由PC机的并口输出控制信号到各个轴的步进电机驱动器,驱动各个轴的步进电机运动,从而完成零件的加工。


巡边雕刻机在驱动模块,X、Y、Z三个直线位移采用步进电机驱动丝杠的运动,而A、C坐标采用谐波减速机作为驱动部件。巡边雕刻机主轴头采用高速电主轴直接带动刀具来实现刀具的高速回转运动。


MACH3控制系统是数控实验台的“大脑”。它负责读取加工程序、进行插补运算、读取操作人员的指令等,从而使巡边雕刻机各个组成部分与操作人员之间协调工作。

在巡边雕刻机中还有一些辅助装置,如采用水泵提供切削渡来降低加工时刀具的温度;用于转换刀具的装置等。AC摇篮式5轴数控实验台控制原理图基于PC的开放式数控系统的硬件系统中,PC部分是CNC装置的核心,也是大多数数控软件运行的系统平台。这部分硬件主要存储系 统程序、零件加工程序和运算的中间变量以及管理定时和中断信号等。


当前的PC机,其配置足够MACH3软件用于控制步进电机巡边雕刻机。 考虑到经济性要求,本课题设计的五轴实验台没有设计专业的运动控制卡。而是采用MACH3软件插补的形式,通过PC机25针并口直接输出到接口板上。接口板采用标准CON接口及JIS232接口,可以与电脑联接;巡边雕刻机多路高速光耦开关,驱动芯片采用5块日本东芝186560芯片,并加装散热器。最大十六细分,最大驱动电流4.25A。控制用的PC应该是台专用的,并尽可能不要安装其它应用软件,以免引起信号干扰以及巡边雕刻机运行速度下降。


基于MACH3控制系统的接口板、五轴数巡边雕刻机的设计,是计算机技术、通讯技术、数控技术、软件技术等多项技术的综合运用。A、C摇篮式回转工作台结构紧凑,运动灵活,适合于中小型零件的五轴加工,符合本课题的设计需要。基于PC平台的数控系统运行稳定,设计简单,适用于中小型设备的巡边雕刻机开发设计。

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