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基于ARM的木工铣高速雕铣机数控系统设计

作者: 发布时间:2020-03-05 16:09:14点击:1309

目前,高速雕铣机机械正向提高木材利用率、木材加工生产率和自动化程度,以及节能、环保和安全等方面发展。而木工机械数控系统恰好能顺应这一要求,它的引入必将促进我国木工机械快速高效地发展,它具有的调节快、辅助工时短、多功能、高柔性的特点也必将在家具和木制品生产中得到广泛的应用。随着木工数控机械制造业的竞争日趋激烈,提升设备的性价比已成当务之急。本文旨在探索设计一种新的应用于木工铣雕机的数控系统。

l数控系统总体方案确定铣雕机性能指标为:XY方向行程2000mm以上,Z方向行程500mm以上,加工精度O.lmm,工进速度5000mm/min,快进速度50000mm/min,主轴转速10000—20000r/min。功能要求:能实现三轴联动,具备机床回零、手动、手轮、MDI、对刀、主轴、风冷、榫类加工、轮廓铣削和雕刻十项功能。其中榫类加工、轮廓铣削和雕刻又包含输入、编辑、仿真和自动四个子功能。硬件方面采用嵌入式系统,以QY-9G45EK开发板和PCL6045BL运动控制芯片为核心构成硬件控制平台;软件方面选择开发相对较容易的WindowsCE作为实时操作系统。


内核为ARM926EJ-S;内存为板载2片DDR2SDRAM,133MHz,共128MB;Flash为板载128Mx8BitsNandFlash;DateFlash为板载一片2MBDateFlash;3.3V直流供电,之超低功耗;支持WindowsCE操作系统。

QY-9G45EK只负责向PCL6045BL运动控制芯片发送茜羹彦数,然后由PCL6045BI。完成嗣韩卜工作。PCL6045BL一共有四个轴,这里使用其中的三个轴。PCL6045BL只能实现直线、圆弧和螺旋插补,其他曲线需由直线和圆弧拟合逼近。PCL6045BL的速度控制范围为1—65535PPS,位移范围为t134217727,脉冲当量为O.lmm,换算后的速度更高值达393m/min.位移范围为±13421m,完全满足木工铣雕机使用要求。PCL6045BL带有预置的寄存器,可存储两段插补参数,保证运动的连续性。由PCL6045BL进行插补可提高精度和速度以及节省软件设计时间。QY-9G45EK与PCL6045BL接口电路

而y轴方向每发一个进给脉冲,积分值则增加一个量戈。,为得到一条直线,必须使两个值相等。斜率为y。/x。的直线,以时间为基准,可分别获得X轴和】,轴的脉冲序列。以时间间隔为积分增量,X轴上每隔一个积分增量便发出一个脉冲,以此得到一个时间间隔,,。;而同样y轴上每隔一个积分增量也发出一个脉冲,得到时间间隔为算。

 有效实现该高速雕铣机对步进电机的控制。经雕刻实验验证,本雕刻机基本上达到了总体设计的要求,机械本体部分简洁美观、结构紧凑、安装方便、质量较轻;控制部分安全可靠、操作简单。能满足高校不同专业的教学需求,实现一机多能,如机械专业的学生,可锻炼数控编程和机械加工,电气专业的可雕刻电路板,美术专业的可雕刻浮雕,解决了人多,实验设备少的突出矛盾。