直線電機(jī)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用實例

　　活塞車削數(shù)控系統(tǒng)

　　采用直線電機(jī)的直線運(yùn)動機(jī)構(gòu)由于具有響應(yīng)快、精度高的特點捏表，已成功地應(yīng)用于異型截面工件的CNC車削和磨削加工中法铝。針對產(chǎn)量最大的非圓截面零件，國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)非圓切削研究中心開發(fā)了基于直線電機(jī)的高頻響大行程數(shù)控進(jìn)給單元镊迟。當(dāng)用于數(shù)控活塞機(jī)床時级案，工作臺尺寸為600mm×320mm，行程100mm箭溜，最大推力為160N溉贞，最大加速度可達(dá)13g。由于直線電機(jī)動子和工作臺已固定在一起桦陨，所以只能采用閉環(huán)控制咒循。

　　這是一個雙閉環(huán)系統(tǒng)，內(nèi)環(huán)是速度環(huán)绞愚，外環(huán)是位置環(huán)叙甸。采用高精度光柵尺作為位置檢測元件。定位精度取決于光柵的分辨率位衩，系統(tǒng)的機(jī)械誤差可以由反饋消除裆蒸，獲得較高的精度。

　　采用直線電機(jī)的開放式數(shù)控系統(tǒng)

　　采用PC機(jī)與開放式可編程運(yùn)功控制器構(gòu)成數(shù)控系統(tǒng)糖驴，這種系統(tǒng)以通用微機(jī)及Windows為平臺僚祷，以PC機(jī)上的標(biāo)準(zhǔn)插件形式的運(yùn)動控制器為控制核心，實現(xiàn)了數(shù)控系統(tǒng)的開放贮缕≌廾眨基于直線電機(jī)的開放式數(shù)控系統(tǒng)的總體設(shè)計方案。

　　該系統(tǒng)采用在PC機(jī)的擴(kuò)展槽中插入運(yùn)動控制卡的方案組成感昼，系統(tǒng)由PC機(jī)装哆、運(yùn)動控制卡、伺服驅(qū)動器抑诸、直線電機(jī)友移、數(shù)控工作臺等部分組成。數(shù)控工作臺由直線電機(jī)驅(qū)動玷仗，伺服控制和機(jī)床邏輯控制均由運(yùn)動控制器完成洽灿，運(yùn)動控制器可編程撒肉，以運(yùn)動子程序的方式解釋執(zhí)行數(shù)控程序(G代碼等，支持用戶擴(kuò)展)盆述。運(yùn)動控制卡型號為PCI-8132实腹。

　　當(dāng)今的工業(yè)控制技術(shù)中PCI總線漸漸地取代了ISA總線，成為主流總線形式霜铸，它有很多優(yōu)點滥诀，如即插即用(Plug and Play)、中斷共享等灌大。PCI總線具有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范婴可，這就保證了它具有良好的兼容性，可靠性高死唇；傳送數(shù)據(jù)速率高(132Mbps)或(264Mbps); PCI總線與CPU無關(guān)蠕祟，與時鐘頻率無關(guān)，適用于各種平臺配紫，支持多處理器和并行工作径密；PCI總線還具有良好的擴(kuò)展性，通過PCI_PCI橋路躺孝，可進(jìn)行多級擴(kuò)展享扔。PCI總線為用戶提供了極大的方便，是目前PC機(jī)上最先進(jìn)植袍、最通用的一種總線惧眠。PCI-8132是具有PCI接口的2軸運(yùn)動控制卡。它能產(chǎn)生高頻脈沖驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)奋单，控制2個軸的電機(jī)運(yùn)動锉试，實現(xiàn)直線和圓弧插補(bǔ)。在數(shù)控加工中览濒，提供位置反饋。

　　系統(tǒng)軟件在WINDOWS平臺上開發(fā)拖云。該軟件采用模塊化程序設(shè)計贷笛，由用戶輸入輸出界面、預(yù)處理模塊等組成宙项。用戶輸入輸出界面實現(xiàn)用戶的輸入石被、系統(tǒng)的輸出。用戶輸入的主要功能是讓用戶輸入數(shù)控代碼定岳，發(fā)出控制命令低吠，進(jìn)行系統(tǒng)的參數(shù)配置，生成數(shù)控機(jī)床零件加工程序(G代碼指令)池膜。預(yù)處理模塊讀取G代碼指令后非淹，通過編譯生成能夠讓PCI-8132運(yùn)動控制卡運(yùn)行的程序箭基，從而驅(qū)動直線電機(jī)，完成直線或圓弧插補(bǔ)周讯。讀取G代碼的過程是首先進(jìn)行參數(shù)的設(shè)定芭甚，然后讀取G代碼。

　　在這一系統(tǒng)中選用PARKER406LXR系列直線電機(jī)奔沐。對于兩坐標(biāo)數(shù)控工作臺少煮，X向選用406T07型直線電機(jī)，行程550mm碘展，Y向選用406T05型直線電機(jī)竿丙，行程450mm。

　　結(jié)語

　　采用直線伺服電機(jī)的高速加工中心言秸，已成為國際上各大機(jī)床制造商競相研究和開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品软能，并已在汽車工業(yè)和航空工業(yè)中取得初步應(yīng)用和成效，作為高速加工中心的新一代直接驅(qū)動伺服執(zhí)行元件井仰，直線伺服電機(jī)技術(shù)在國內(nèi)外也已經(jīng)進(jìn)入工業(yè)化應(yīng)用階段埋嵌。但是，國內(nèi)在這方面的研究仍處于起步階段俱恶，差距還很大雹嗦，本文在直線電機(jī)的應(yīng)用方面作了一些探討，許多技術(shù)問題還有待于今后的努力合是。

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