1 前言
數(shù)控工具磨床畔香，特別是多軸數(shù)控寝优、多軸聯(lián)動的數(shù)控工具磨床是高效晃危、高質量磨削制造精密、復雜形狀刀具的高萍摊、精挤茄、尖關鍵設備，也是各類數(shù)控機床中結構較復雜冰木、自動化程度高穷劈、精度和可靠性要求高的機電一體化高技術產品，其研究開發(fā)具有相當?shù)募夹g難度踊沸。
采用數(shù)控工具磨床對刀具進行磨削加工必須依靠刀具磨削加工技術和編程技術歇终，而各種復雜形狀刀具的磨削加工技術和編程軟件，目前在國外也屬于專利技術或保密技術。正因為如此评凝，目前世界上也只有少數(shù)廠商能夠生產高性能的數(shù)控工具磨床车匪。
為了提高我國的刀具制造工藝水平和質量，國內一些刀具生產廠家和應用廠家從國外引進了數(shù)控工具磨床潦号，這些數(shù)控機床經過相當長時間的使用后臼裂，其主機性能基本完好，仍可使用慨锅，而其數(shù)控系統(tǒng)則已經遠遠落后于現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)技術前肥，屬于已淘汰產品。國內也有一些廠家研制開發(fā)了數(shù)控工具磨床庐钱，但由于采用的是主機自行制造淀肿、數(shù)控系統(tǒng)靠引進，這種數(shù)控工具磨床產品不但成本很高滴图，而且由于通用的CNC系統(tǒng)沒有集成刀具磨削加工技術和編程軟件讯谎，難以實現(xiàn)刀具(特別是復雜刀具)的磨削加工。因此灸室，對這些國產的數(shù)控工具磨床的數(shù)控系統(tǒng)也必須進行改造乘硬。
上述數(shù)控系統(tǒng)改造通常采用國外數(shù)控工具磨床生產廠家最新的專用數(shù)控系統(tǒng)。這種改造方案雖有技術成熟蝇裤，風險小廷支，可靠性有保證的優(yōu)點频鉴，也有價格昂貴栓辜，工藝編程針對性差等多方面缺陷。華中2000型工具磨床專用數(shù)控系統(tǒng)垛孔，是在國家“八五”重點攻關項目“數(shù)控萬能工具磨床產品開發(fā)”科研成果的基礎上藕甩，成功開發(fā)的用于各種回轉刀具磨削加工的集成化CNC系統(tǒng)。采用該系統(tǒng)周荐，則可以很好地解決以上問題狭莱，費用還低。
2 改造后數(shù)控系統(tǒng)的功能和結構
◆系統(tǒng)基本功能
通用數(shù)控系統(tǒng)功能 系統(tǒng)保留了原通用數(shù)控系統(tǒng)的基本功能概作，如最多16軸數(shù)控9軸聯(lián)動的軸控制功能腋妙，程序校驗功能，MDI功能讯榕，直線骤素、圓弧、螺旋線插補功能愚屁，M撑枯、S、T功能，故障診斷顯示功能簇抑，內嵌式PLC功能等莹遍。
自動數(shù)控編程功能 該系統(tǒng)的最大特點就是在標準通用數(shù)控系統(tǒng)的基礎上，集成了刀具磨削加工編程軟件枢蜗，直接在CNC系統(tǒng)上以圖形菜單方式輸入被磨刀具的結構尺寸與加工工藝陶啥，即可自動編程和加工，實現(xiàn)了編程加工一體化箍颗。
刀具測量和自動對刀功能 在本系統(tǒng)將刀具測量功能集成在數(shù)控系統(tǒng)中疯忽。在刀具數(shù)控磨削加工中，自動對刀解決了手工對刀繁瑣几郎、精度差的問題交掌。
◆系統(tǒng)硬件結構
經過改造后的數(shù)控系統(tǒng)的硬件結構如圖1所示，主要由計算機數(shù)控單元兑狱、伺服驅動單元(包括電機)和測量單元三個部分組成荧孽。數(shù)控單元包括工業(yè)PC機、位置控制模塊衣屏、輸入輸出模塊躏升，是組成數(shù)控系統(tǒng)的最基本單元。其中工業(yè)PC機可根據需要配置CPU狼忱、內存膨疏、顯示卡、顯示器钻弄、硬盤或電子盤佃却、軟驅等；位置控制模塊有多個位置檢測接口窘俺，采集光電編碼器的脈沖信號饲帅，作為機床各個坐標的位置反饋，并通過多路D/A輸出信號控制速度單元瘤泪，既可與武漢華中數(shù)控公司生產的全數(shù)字交流伺服單元及電機配套灶泵，也可與德國西門子公司、德國AMK公司对途、日本三洋公司赦邻、松下公司的驅動單元配套。輸入輸出模塊是 CNC系統(tǒng)內嵌PLC的硬件輸入輸出接口锉寿，輸入輸出電壓為24V轻樟，最大電流為100mA，用于操作面板的按鈕信號輸入芍司、機床的開關檢測輸入等馏旅，基本輸入/ 輸出點數(shù)為48/48點甜序，也可根據需要擴展為256/196點。
伺服單元及電機是系統(tǒng)可靠運行的最重要保證构眶。交流伺服單元采用光電編碼器實現(xiàn)位置檢測反饋驹拢，2500個脈沖/r。系統(tǒng)最小分辨率為0.001mm/0.001°希金。
測量單元是系統(tǒng)實現(xiàn)刀具測量和自動對刀功能的必需硬件組成帕吆。包括信號處理模塊和測量元件。前者主要指A/D轉換和數(shù)據濾波爵林，后者為刀具測量和對刀傳感器(測頭)觅霉，可根據需要選擇接觸式或非接觸式測頭。
◆系統(tǒng)軟件結構
·總體結構
華中Ⅰ型通用數(shù)控系統(tǒng)基于DOS開發(fā)臣环，采用分層模塊化結構绑警。系統(tǒng)軟件分為四層：第一層為操作系統(tǒng)層，包括文件管理央渣，進程管理计盒，實時任務調度，參數(shù)數(shù)據庫的物理管理層芽丹。系統(tǒng)管理軟件是在DOS的基礎上擴充北启，增加了實時任務調度，CRT驅動程序拔第，參數(shù)庫接口軟件咕村。任務控制的入口是INT62，軟中斷蚊俺，具有轉調度懈涛、創(chuàng)建、掛起春叫、撤消肩钠、阻塞、喚醒暂殖、延遲和獲取任務狀態(tài)的控制原語。第二層為機床輸入輸出層墓篇，包括位置環(huán)控制軟件粤沥，MST代碼輸出，調掛管理及開關量輸入輸出瘾夯。位置控制軟件通過內部通訊區(qū)接收控制及位置指令索射，并將位置控制指令傳遞給伺服單元。第三層為插補控制層巧嗡，為ISO代碼插補虎铅，包括插補庭钢、刀補和程序編譯。第四層為用戶操作層钟骏。各層具體內容如圖2所示讽钻，這種層次模塊化結構便于改進和移植。刀具數(shù)控磨削自動編程軟件和刀具測量與自動對刀軟件就是集成在用戶操作層中企鄙。

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