雕铣机系统结构的研究

雕铣机而传统的CNC系统由于专用性强， 功能扩展困难， 软件移植性差， 组网通讯能力差等等缺点，明显已跟不上发展的要求.为了满足对数控系统更具柔性、灵活性和通用性的要求，出现了对开放式数控系统结构的研究.目前，世界上许多都对此投入了大量的人力，物力和财力，并取得了不小的成果，例如欧洲的个人计算机(PC)，由于其硬件的标准化、高速运靠能力、开放总线、网络功能以及丰富的软件资源等， 使得它在改善CNC系统的用户界面、图形显示、动态仿真、数控编程、故障诊断、网络通讯等功能方面表现出了无可比拟的优势；系统设计者也可以将各种功能模块(如轴运动控制器、I/O接口卡等) 接入系绕， 将CAD/CAM软件装进系统运行井直接控制机床加工程序。因此，基于PC的开放式数控系统已成为数控系统开放化的主要方向。基于PC， 主要是IPC(工业PC机) 的开放式数控系绕按数控部件与PC的连接，有如下形式：利用PC高娃运算能力， 将硬件功能软化， 用于CNC控制的硬件只是简单的接口：利用EPCD， CPLD等大规模器件， 作为基于IPC的专用数字•脉冲伺服接口卡，控制执行电机的运动。

雕铣机随着家具制造业、广告招牌业、模具业的发展，尤其是模具业对表面加工要求的提高，以及传统电火花加工的不足，最近的一两年综合铣削与高速难刻优点的CNC雕铣机在田内有了较大的发展。为了顺应市场的需求， 我们设计开发了一种基于PC的高速雕铣机的数控系统。该系统的设计，在功能实现上，采用模块化的设计思想：在结构上，采用/位置控制卡+PC的形式也就是以上介绍的基于PC开放式数控系统的第三种形式， 并设计了基于CPLD的位置控制卡来实现数字-脉冲伺服接口和式他I/O接口功能。高速CNC雕铣机数控系统组成系统结构及各部分功能PC104是一种专门为嵌入式控制而定义的工业控制总线其信号定义和PC/AT基本一致，但电气和机械规范却完全不同，是一种优化的、小型、维栈式结构的嵌入式控制系统， 与普通PC、IS A总线控制系统相比有如下特点：(1)尺寸结构小：标准模块的机械尺寸是3.6x3.8英寸，即90x96mm。(2)堆栈式连接：总线以“针“和“孔“形式层叠连接，即PC104总线模块之间，总线的连按是通过上层的针和下层的孔相互咬和相连，这种层叠封装有极好的抗震性.(3)轻松总线驱动：减少元件数量和电源消耗，4mA总线驱动即可使模块正常工作，每个模块1-2W能耗。正是由于PC104体积小，功耗小，联接可靠，采用PC104作为主机，可以大大减小CNC控制器的体积， 系统更加紧凑可靠因此， 这里选用PC 104工控机作为上位机，搭建了“位置控制卡+PC104”的开放式形式数控系统，系统的组成框图如图1所示。(2)利用PC高娃运算能力， 将硬件功能软化， 用于CNC控制的硬件只是简单的接口。

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