目前开放式数控系统主要形式是基于PC的NC,即在PC的总线上插上具有NC功能的运动控制器完成实时性要求较高的NC内核功能。本次课题基于步进机电有限公司的MPC08运动控制器就是一款能满足数控系统功能要求,性价比高的通用运动控制器,课题根据钻床的工艺在此基础上进行数控系统软件的研究。
1系统总体结构
本系统数控钻床共有8个轴,分别为X,Y轴和Z1,Z2,Z3,Z4,Z5,Z6轴,其中X,Y轴控制平面两个方向的定位,Z1,Z2,Z3,Z4,Z5,Z6则控制下钻的进给量,XYZ可联动控制。加工时,根据要加工工件上的孔坐标、孔直径、孔深等参数,编好工件的加工文件,系统按加工文件控制机床完成钻削加工。
为了对机床8个轴的进行控制,我们采用了MPC08运动控制器作为系统控制的内核,插在PC机的PCI插槽中。其系统硬件框图如下:
工业PC机
显示器
键盘
mpc08
运动控制卡
变频器
IO及反馈系统
驱动单元
伺服或步进电机
主轴转动控制
工业PC机作为主控计算机来完成与MPC08控制器的通讯以及上层系统操作、调度管理、故障诊断、参数输入等非实时性任务。
MPC08是一款开放式通用运动控制器,所有指令均为立即指令,适合于PCB钻床的高速度,定位准的点位运动,并具有足够的和通用的IO通道供机床控制使用,软件方面提供了丰富的运动控制函数,以供用户在Windows平台自主开发,构建所需要的数控系统。我们将MPC08插入PC的PCI插槽里,借助它完成整个系统的控制。
IO及反馈系统使用MPC08的和通用的输入和输出通道进行各种机床电器IO信号的连接与控制;驱动和伺服步进电机单元则是接收MPC08发出的脉冲及方向信号完成需要的运动。
变频器和主轴转动控制部分是利用PC机的串口进行和变频器的通讯,由此完成主轴转速的控制,此控制则是独立于MPC08之外。