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CNC精雕機的開放式系統設計

用的主要發展方向，它數控系統智能化、柔性化與集成化技術發展目標。隨著計算機技術水平不斷發展進步，開放數控系統設計與應用實現了巨大進步，在設計應用中基本體現了強大的模塊化、移植性、擴展性、網絡化、互換性以及互動操作性特點，有效區別于傳統數控系統，體現了較為強大的技術優勢，提高了精雕機工作效率。
1 數控精雕機開放式數控系統的總體設計方案
目前，數控精雕機所采用的一般為三軸雕刻機，該雕刻機中采用三菱交流伺服驅動器驅動，配合半閉環位置控制模式，加工精度可達到 0.001mm，進給速度范圍達到0.15 ～ 3.6m/min，主軸部分則采用 VFD-M 變頻器實施驅動轉換范圍有級變速，有級變速速度為 10000 ～ 24000r/min。接下來，本文將給出具體的系統設計模型方案。
1.1   開放式數控系統模型方案設計思路
基于“PC+ 通用接口卡”的基本結構特征，建立模塊化、分層化的開放式數控系統結構，基于典型的“PC+ 運動控制器”開放式結構進行功能模塊建設，并在模型方案設計中展示 4 個層次，分別為應用軟件層、系統軟件層、硬件驅動層和機械執行層，每個層次都分別承擔不同的功能。
1.2   開放式數控系統設計分析
應用軟件層與 PC 操作系統、API 函數以及數控軟件相互關聯，共同形成整個數控系統的核心。而應用軟件層自身包含了多個應用程序組件對象，這些組件對象中包含了專家系統、通用 CAD/CAM 系統、STEP-NC 數據接口以及MIS 系統等。在設計應用軟件層過程中，需要將它與系統軟件相互連接，并劃分出兩種連接模式，首先是網絡連接模式；其次是本地其他應用程序信息交換模式，如圖 1 所示。
結合圖 1 模型展開分析，對其中模型層次化內容與開放式設計思想進行分析，明確體系結構中包含的開放體系結構 CNC 系統，展示它的操作性、可移植性、互換性與擴展性特征。以互操作性特性為例，它主要通過各種功能組件所提供的標準通信接口實現功能應用。而在可移植性操作模塊設計方面則調用了板卡 API 函數實現對通用 API 函數庫的有效開發，提高其擴展性與模塊化軟件數據接口數據接收能力。針對應用軟件層設計，是為了實現系統后續擴展內容有效融入，保證機械執行系統固有功能穩定發揮，且所有的機械設備及軟件驅動系統不單獨設計，主要通過軟件應用層來實現多功能優化操作。
2   數控精雕機開放式數控系統的功能應用實現
數控精雕機開放式數控系統功能應用實現包含多個方面，如對數據接口模塊、操作界面模塊、仿真模塊以及加工控制模塊功能實現，本文以仿真模塊功能實現展開分析。在數控精雕機開放式數控系統設計中，基于數控技術
仿真模塊功能實現決定了整個設備生產質量與生產效率。數控加工仿真模塊主要圍繞計算機圖形學知識內容與相關數控加工知識展開設計，對真實加工過程的基本形象、直觀內容進行模擬；在模擬過程中，充分利用仿真技術，對真實加工過程中的形象進行直觀模擬。同時，利用仿真模塊技術對真實預測的實際加工內容進行實時仿真與非實時仿真，實現對加工軌跡的幾何軌跡有效仿真。另外，物理仿真主要結合加工模型參數的運動學及動力學內容展開。
在實際加工過程中，利用數控機床刀具，圍繞任何一個方向進行加工，以脈沖當量 0.001 為單位，保證仿真模塊
中的插補算法與 1 個像素點能夠合理代替實際加工中所存在的脈沖當量，這種做法具有極高可行性。在系統中，采用 PC+ 通用接口卡模式構建純粹的軟件數控系統，整個插補運算過程全部由軟件實現；根據上述分析，可在數控仿真模塊插補算法中實現實際插補加工，體現仿真模塊在整個數控精雕機開放式數控系統中的核心技術價值。另外，在插補前，結合加工模型數據，合理利用 MFC 所提供的直線、圓弧函數，繪制加工對象軌跡，然后進一步實施插補運算；通過插補曲線擬合模型，實現系統功能操作。
3   結語
以CNC精雕機為基本對象，可設計建立一套循環開放式的數控系統。本文對其改造方案進行了詳細設計，并確定了系統研究中的總體設計方案、模型構建與功能模塊應用實現；在充分闡釋其核心技術精髓的同時，真正體現了其系統設計功能優越性與豐富性，為行業技術應用與生產發揮更大技術效能。

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宇匠數控專業生產：高速精密雕銑機、精雕機、石墨機、鉆攻中心、加工中心；

標簽：精雕機

分類：雕銑機

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