基于PMAC的五轴电火花加工数控系统关键技术的研究

【摘要】：玻璃、陶瓷、金刚石等硬脆性材料以其耐磨损、耐高温等特性在很多领域显示出广阔的应用前景。但硬脆性材料硬度高、脆性大、加工能力差,难以采用普通的加工方法进行复杂曲面加工。目前采用放电铣削和超声辅助等复合加工是较好的加工方式之一。本论文是在自主研发的具有大电流放电铣削粗加工、旋转超声辅助磨削加工、超声辅助放电加工和传统铣削加工为一体的复合机床的基础上,研究了适用于放电加工的数控系统。 本文完成的主要工作有: 1、以Delta Tau公司生产的PMAC为运动控制器,工控机为上位机,构建完成了基于NC嵌入PC的高效开放式数控系统。实现了多任务性、实时性和开放性的预期目标; 2、设计了基于PMAC卡的数控系统硬件结构。它由工业PC机、PMAC运动控制卡、伺服系统、光栅尺等组成。以PMAC卡为控制核心,完成多轴位置和速度的实时控制、机床开关量的管理和PLC程序的辅助控制功能; 3、在Windows XP环境下采用Visual C++6.0编程实现了数控系统的管理软件。该软件的上位机用于实现参数的设置,程序管理,监视等,下位机用于实现设备的实时控制,用于驱动伺服单元、监控机床状态等; 4、针对机床的特点和用户的需求配置PMAC的参数; 5、研究了电火花伺服控制算法,编制了独立控制主轴的电火花回退算法和接触感知算法,经试验验证了伺服算法的可行性。