基于PMAC的虚拟轴机床数控系统

数控机床可以完成各种复杂形曲面的零件加工.研究了用于固体火箭发动机复杂形药柱整形的虚拟轴机床数控系统,介绍了三杆四自由度虚拟轴机床数控系统的控制原理、硬件组成及软件结构.数控系统以"PC PMAC"为硬件平台、以Windows操作系统为软件平台,构建虚拟轴机床的开放式数控系统,充分利用PMAC的多轴联动控制和快速实时通讯能力以及PC机丰富的软件资源和高效的数据处理能力,实现了虚拟轴机床的人机交互、位置伺服控制和全闭环控制等功能.     

基于可编程多轴控制器的电火花铣削伺服轨迹生成及控制方法

针对电火花铣削（EDM）加工过程中,要求控制系统具有能够根据加工间隙状态实时调整轨迹运动速度的功能以及特有的短路时按照原轨迹快速回退的功能,基于PC上位机和可编程多轴控制器（PMAC）构建了EDM数控系统,并按照实时性要求分配任务的执行. 提出使用正、反向2个运动程序结合后台PLC （Programmable Logic Controller）程序进行加工的方法,实现了加工过程中高效、精确的短路回退运动.利用PMAC时基功能,使工具电极的运动速度随加工间隙状态的变化而调整.轨迹运动方向和运动速度的改变完全由PMAC完成,减轻了上位PC机的运算负担,提高了加工的实时性.给出了三维型腔的加工实例.     

基于MACH3控制系统帕5轴数控雕刻机的设计

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。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;中信号,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。     

空间曲面线切割五轴联动加工系统的研制

分析了空间曲面电火花切割加工五轴联动加工的运动规律，拓宽了线切割加工的工艺范围；对其执行机构-转、摆、摆数控工作台进行了研究和设计，为实现五轴联动加工实践奠定了基础。     

五轴五联动慢走丝线切割机床系统的设计

在目前的慢走丝电火花线切割机床中,大部分都是传统的四轴四联动,这种形式的机床在加工应用范围上受到很大的限制。为此,我们开发了五轴五联动电火花复合加工机。以满足对复杂曲面的加工要求。本文先从总体上论述了该加工机及其数控系统的结构框架,接着从硬件和软件两个角度详细地介绍了机床的数控系统。     

多轴联动空间复杂曲面线切割加工技术

为实现大锥度空间复杂曲面模具零件的线切割加工,解决高速走丝电火花线切割机床加工空间曲面的难题,以空间曲面零件电火花线切割加工运动规律数学模型为基础,设计开发一种带有自动分度功能的、可翻转的数控回转工作台;基于原有的高速走丝数控电火花线切割机床,研制空间复杂曲面多轴联动高速走丝线切割加工系统,并进行螺旋面、锥面、锥台、双曲面和正弦曲面等典型空间曲面零件的电火花线切割加工实验,对加工出的各个实验样件进行了测量和加工误差分析.研究结果表明:所设计的空间复杂曲面多轴联动线切割加工系统具有较高的加工效率、较好的加工质量和较低的成本;加工样件的误差在允许范围内,验证了该系统的实用性,为解决高速走丝电火花线切割加工空间曲面的难题提供了一种思路.     

浅谈并联机器人开放式数控系统构建

并联机器人是新型自动化加工设备,并联机器人具有并联在很大程度上解决了纯并联机床在作业空间小的限制,为并联机床带来了很大的发展空间。控制系统采用"PC+Turbo PMAC"的开放模式,形成以PC机为上位机、Turbo PMAC多轴控制卡为下位机的分布式控制。在伺服系统中主要使用了伺服电机作为驱动器件,通过主轴系统来实现一般零件的加工,并数控系统中的运动控制器部分是系统的核心,它的功能将直接影响着数控系统的基本功能。并联机器人数控系统利用了Turbo PMAC提供的运动学计算功能,通过Turbo PMAC提供的段细分功能实现。给出机器人PLC控制系统的设计方案及I/O点分配与设计,可以实现整个机器人控制系统的安全可靠运行。     

极坐标式数控机床的运动控制研究

分析了极坐标式数控机床的特点,总结了适应极坐标数控机床的加工的两种加工代码的构成形式.在此基础之上,开发了凸轮磨床数控系统,实现了C轴和X轴的联动控制,验证了PC机与运动控制器相结合实现极坐标式数控机床的运动控制的方案.     

多轴联动复合加工数控机床的创新开发

将创新设计理论与功能分析方法相结合,研制出多台具有多种加工功能的复合数控机床.其中六轴联动混联数控机床、六轴联动卧式复合数控机床、五轴联动复合激光加工机床是典型的多轴联动复合机床.针对这三种典型机床分别介绍了运动功能方案及滚滑复合运动副被动关节的创新设计、精加工所用的3-PRS并联铣削机构以及五轴联动的创新设计.     

基于RT-Linux的聚晶金刚石刀具五轴电火花刃磨数控系统

针对聚晶金刚石刀具特殊加工需求,设计和实现了基于RT-Linux的五轴电火花刃磨专用数控系统.系统硬件以PC为上位机,以自主研发的总线式电火花控制硬件为下位机,软件则将实时任务与非实时任务分开,并放入RT-Linux不同内核中,以保证系统的实时性.为解决聚晶金刚石刀具加工轨迹不能预先给出的问题,开发了自适应的刀具形状在线检测模块,实现了基于三次非均匀有理B样条的加工程序自动生成的功能,设计了根据当前放电参数预测腐蚀量确定下一周期插补速度的运动控制模块.对两种典型聚晶金刚石刀具进行加工实验,结果表明系统运行稳定,在50倍放大镜下刀具刃口平滑,外圆径向跳动均在0.01mm以内,满足实际生产对质量和精度的要求.     

基于可编程运动控制器的电火花加工高速抬刀控制系统

针对电火花加工高速抬刀控制系统的设计要求,设计了基于可编程运动控制器的电火花加工高速抬刀控制系统,并将其应用于DK7140型商用电火花成形加工机床.结果表明,利用所设计的高速抬刀控制系统实现了主轴最高速度达200 mm/s、最大加速度约9.68 m/s2的稳定高速抬刀运动.进一步通过窄槽加工实验,取得了窄槽加工最大深度与加工效率的成倍提高,并验证了高速抬刀控制系统的控制与加工性能.     

基于PMAC的转台运动控制系统开发

介绍了一种以DSP为核心的多轴运动控制器(PMAC)，提出一种基于PMAC的转台运动控制系统的方案，分析了控制系统的软、硬件结构和实现，基于Windows操作系统平台，利用面向对象的软件开发技术进行了软件开发，实际控制效果表明所提出的运动控制系统满足了转台实时运动控制的要求．     

插床的数控化改造

自行研制开发了基于PC机+PMAC运动控制卡的开放式三坐标CNC系统,对普通插床进行了数控化改造.该CNC系统采用模块化设计,具有实时加工控制、图形自动编程、列表曲线拟合编程、模拟仿真和加工轨迹动态跟踪显示等多种功能,已成功应用于罗茨泵系列转子异型面的数控化加工.     

理想材料零件的数字喷射成形系统研究

论述了使用数字喷射成形加工技术实现理想材料零件数字化并行设计与制造的原理．分析了表面张力作用下微细管的出流条件，阐明了压电式喷头的工作原理及其性能．开发了以PMAC（programmable multi—axis controller）运动控制嚣为控制系统核心，工业控制机为系统支撑单元的并行双CPU控制系统，辅以相应的辅助元件，实现了空间场、材料场、温度场及喷射系统的协调统一．分析了软件系统的组成及各部分的功能．该数字喷射成形加工系统实现了理想材料零件的数字化并行设计与制造．     

基于运动控制的纤维缠绕机控制系统设计

研制了一种可实现双层缠绕功能的新型五轴联动数控缠绕机,包括收线系统、放线系统、张力器和控制系统4个部分.缠绕机控制系统采用上位工控机和下位多轴运动控制卡的主从式控制结构,伺服驱动方式采用脉冲加方向的位置控制方法,并结合纤维缠绕的动作要求编制逻辑控制程序.该缠绕机已成功投入使用,实际运用表明双CPU结构的控制系统具有开放性好、易于重构、集成度高的特点.     

应用于数控系统的嵌入式Linux的研究及其性能评测

Linux是通用的分时操作系统,由于它对实时任务的响应时间具有很大的不确定性和不可预测性,所以将其应用于数控系统方面尚存在许多不足之处.在对Linux进行实时化改进的基础上,采用软件插桩技术对Linux和RT-Linux操作系统的实时指标表进行评测.结果表明:.RT-Linux能够很好地满足数控系统对实时性能的要求.     

嵌入式Linux实时性研究与应用

设计了嵌入式Linux的实时性结构，并对其进行实时性开发。以PMAC控制卡为例，对实时性开发进行了详细阐述，从而实现PMAC卡的各项功能。     

嵌入式Linux的实时性研究

对嵌入式Linux进行实时性改进是嵌入式操作系统领域的一个研究热点.在分析了标准Linux实时性的基础上,就调度算法、中断和时钟提出了一些改进的方法,以进一步提高Linux操作系统的实时性能.     

Linux操作系统综合实验教学环境的实现

高校中开设Linux操作系统公选课可以拓展非计算机专业学生的计算机基础知识,基于Vmware虚拟机的Linux操作系统公选课综合实验教学环境的实现,使得学生通过上机实验环节掌握所学理论知识并提高实践操作技能。