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基于PMAC的砂轮母线修形机数控系统软件开发与设计
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更新于2024-09-03
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砂轮母线修形机数控系统软件开发是一项结合了成形磨削技术和现代数控技术的创新工作。卢红和胡佳敏两位作者在武汉理工大学机电工程学院的研究背景下,针对这种专用于砂轮修形的专用机床,设计了一套以PMAC多轴运动控制器为核心的数控系统软件。 首先,成形磨削作为一种高效、精确且成本效益高的加工方法,其特点是砂轮被精确修整成与工件轮廓一致,实现全面接触磨削。砂轮母线修形机正是这种技术与数控技术的集成产物,旨在提高修形精度和加工效率。 该系统的软件需求非常高,需要具备自动化的功能,包括砂轮母线的参数化建模、NC代码生成、刀具轨迹仿真以及全程的自动加工过程,直至修形完成。为此,系统选择了开放式设计和模块化方法,将软件划分为关键的三个模块:砂轮母线建模模块,使用VisualC++和数据库技术构建,负责处理母线数据;NC代码生成编辑模块,负责根据模型生成加工指令;以及动态链接库PCOM32.DLL驱动的加工过程控制模块,实现了与PMAC运动控制器的高效通信,确保实时运动控制和加工任务的执行。 开放式的数控系统选择以通用PC机作为上位机,通过PMAC运动控制器进行实时控制,确保了系统的灵活性和扩展性。这样做的好处在于可以利用成熟的硬件组件,并且便于后续的升级和维护。此外,软件还具备了参数化建模能力,允许用户根据实际需求调整加工环境,以及进行仿真测试,提高了操作的便捷性和准确性。 这款砂轮母线修形机数控系统软件不仅体现了对成形磨削技术的深度理解和应用,而且展示了开放式和模块化设计的优势,提升了砂轮修形的自动化程度和生产效率。随着技术的不断发展,这种数控系统有望在精密制造领域发挥更大的作用。
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- 1 -
砂轮母线修形机数控系统软件开发
卢 红,胡佳敏
武汉理工大学机电工程学院,武汉(430070)
E-mail:luoyexin83@163.com
摘 要:当今数控技术已经广泛的应用于机床,而成形磨削技术是一种精度高、效率高、成
本低的加工方法。砂轮母线修形机数控系统,就是基于成形磨削技术和数控技术开发出来的
专用机床。本文主要以 PMAC 多轴运动控制器为基础,针对砂轮修形机开发出其数控系统
软件。本文首先介绍了成形磨削技术、砂轮母线修形机的特点以及用户需求,然后按照开放
式的设计思想和模块化设计方法,重点介绍了数控系统软件三个主要功能模块的设计过程:
利用 Visual C++以及数据库技术设计出的砂轮母线建模模块、NC 代码生成编辑模块以及利
用 PMAC 运动控制器提供的动态链接库 PCOM32.DLL 设计出加工过程控制模块的过程。最
后本文总结了此次数控系统软件的设计优点。
关键词:母线修型;模块化设计;开放式;PCOM32.DLL
1. 砂轮母线修型机数控系统简介
成形磨削的特点是砂轮被修整成与工件轮廓相吻合的形状,加工时砂轮与工件廓形全面
接触,从而磨出工件整个廓形,是一种精度高、效率高、成本低的型面精加工方法。本文中
的砂轮母线修形机,就是将成形磨削与数控技术相结合,使砂轮修形达到较高的精度和加工
效率。
砂轮母线修形机主要用于对特定砂轮母线的修形。系统软件需求是需要修形的砂轮装入
修形机之后,从其母线的参数化建模,NC 代码生成,刀具轨迹仿真直至加工均为自动进行,
直到砂轮修形完成。基于以上考虑和开放式数控系统的发展趋势,该砂轮母线修形机将采用
开放式的数控系统:上位机选用普通 PC 机,从而在开放式的平台上借助 PMAC 运动控制器
开发数控系统。PC 机与 PMAC 卡之间通过实时、可靠的通讯来协调整个系统,共同完成加
工任务
[1]
。本文中开发的数控系统软件,即是基于以上数控系统硬件开发出来的,能够实现
实时运动控制(加工控制),参数化建模,加工环境设置,加工仿真等多种功能的应用软件。
2. 数控系统软件的总体设计
由于砂轮母线修形机是基于 PMAC 运动控制器和 PC 机的开放式系统,其中硬件选用的
是国外比较成熟的产品,所以开发数控系统的主要任务就是数控系统软件的设计。为了保证
砂轮母线修形机数控系统能够正常工作并且使得修形的全过程满足简单易懂、可操作性强的
特点,修形机数控系统软件必须包括以下几个部分:基于 PC 机的上位机应用程序,上下位
机之间的通讯驱动程序以及 PLC 程序。其中上位机应用程序运用高级编程语言进行开发;
上下位机之间的通讯驱动程序由高级编程语言调用 PMAC 运动控制器自带的动态连接库
PCOMM32.DLL 中的功能函数来实现;PLC 程序则是利用 PMAC 运动控制器附带的工具软
件 PWIN32PRO 来编写和调试,然后通过动态链接库中的通讯功能函数下载到 PMAC 卡中
执行
[2]
。整个系统软件的工作原理如图 1 所示。
由图 1 可以看出,动态链接库 PCOMM32.DLL 在上位机应用程序和 PMAC 运动控制器
之间起到一个桥梁的作用,PCOMM32.DLL 提供的通讯函数同底层的虚拟设备驱动程序
进行数据交换,然后由虚拟设备驱动程序直接和 PMAC 运动控制器交换数据
【
3
】
。
友好的用户界面是数控系统不可或缺的一个组成部分。鉴于用户对 WINDOWS 风格已
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