基于UMAC的鏜銑加工中心的數控系統的研究與開發之結 論
結 論加工中心的發展是衡量一個國家先進制造業發展的重要標志。本文在深入研 宄國內外精工系統的基礎上，根據TX1600G鏜銑加工中心的機械結構特點，采用 了 “NC+PC”型開放式精工系統，設計了一套多軸多通道的基于UMAC運動控制 器的開放式精工系統。該精工系統具備機床基本功能，并添加了補償功能，進行 了 PID調節，對提高加工中心的精度和效率具有重要的意義。其論文主要完成了 如下內容：1.根據加工中心的特點，選用多通道控制的UMAC運動控制器為下位機， 進行邏輯控制和執行運動程序。以工控機為上位機開發系統人機界面，對系統進 行非實時管理，如程序的編輯、參數設置、對刀等。以Wmdows系統為開發平臺， 采用模塊化方法開發人機界面，并通過試驗臺對該人機界面調試運行，驗證了人 機界面有效可行。2.根據鏜銑加工中心的功能需求，設計并配置了系統硬件結構，如根據需求 選擇了 UMAC的軸卡，I/O卡及其他附件卡，經計算選擇了伺服電機。根據手輪 的控制原理，設計了基于UMAC的手輪功能，編寫了手輪控制程序，并在試驗臺 上進行調試運行。根據機床需要編寫了 PLC控制程序和機床代碼子程序，實現了 機床的邏輯控制和運動控制。3.針對TX1600G鏜銑加工中心滑枕的撓度變形的問題，進行了有限元分析， 根據得到的變形量，利用UMAC提供的一維位置補償功能，建立了適合加工中心 的撓度補償，并設計了修改撓度補償量的界面，通過修改補償量界面，可修改撓 度補償量，提高了精工系統的開放性。最后經試驗臺運行調試后證明，該方法可 行，且操作簡單、響應速度快。4.針對鏜銑加工中心高精度，穩定性好的要求，控制系統采用了全閉環控制。 分析UMAC提供的“PID反饋+前饋+陷波濾波器”控制算法，根據控制原理調整 了 PID參數，減小了系統的跟隨誤差和滯后性，使得系統響應比較接近理想狀態， 從而提高了系統的響應速度與控制精度。從當前的研宄成果來看，鏜銑加工中心精工系統還需要進一步的完善，需要做以下幾項: 1.鏜銑加工中心采用了 “UMAC+IPC”模式的精工系統，由于時間有限， 課題中應用和開發了 UMAC的部分功能，通過編寫人機界面，實現了精工系統的 基本功能。為了滿足用戶更高的需求，需要深入研宄UMAC的功能和精工系統的 控制功能，在精工系統中添加更多的功能模塊。2.精工系統能夠實現操作者檢驗程序并實時觀察零件加工的進度，在系統中 添加三維實體動態刀具軌跡顯示功能。用戶利用刀具軌跡顯示功能觀察機床加工 進度，并可以校驗程序，實現加工過程可視化。