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数控机床驱动系统分析及步进电机驱动系统设计

王超  
【摘要】:本文分析了数控技术的发展,并以北京机电研究院生产的VMC—1000C立式加工中心(配FANUC 0i)为例,具体分析了该加工中心主轴的与伺服系统的驱动与控制。为数控机床电气故障的诊断和维修提供了依据。 通过数控机床的驱动控制系统分析,结合生产实际,采用二相混合式步进电机的细分技术实现了对机床第四轴的扩展。建立了基于电流矢量恒幅均匀旋转的细分控制策略。从软件工程的角度分析了第四轴驱动控制方案及设计思想,采用索引法查表,提高了查表速度。以单片机AT89C51为核心具体实现了步进电机的细分控制。本方案消除了电机的低频振荡,提高了电机的输出转矩、分辨率和步距的均匀度,解决了步进电机高精度细分的技术难题,达到微步距角为2″的水平。 现有的机械加工大多采用单机加工方式,设备利用率低。为此本文通过工业现场总线CANbus实现异构机床的集成,由硬件完成通信协议的转换和接口匹配,通信协议的转换程序完全可由软件实现。通过软插件技术实现异构数控系统通信。基于B/S模式建立远程加工Web,用户能在任一台PC机上通过Web浏览器显示和提交加工程序。 为了充分利用现有机床特建立实验室局域网,可通过共享或登录远程加工Web实现数控加工的建模、生成数控程序、传递加工程序和机床自动加工。


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