直線電機在數(shù)控機床上應用的現(xiàn)狀

直線電機的工作原理

直線電機的驅動控制技術

直線電機在數(shù)控機床中的應用實例

• 活塞車削數(shù)控系統(tǒng)
  采用直線電機的直線運動機構由于具有響應快刺啦、精度高的特點留特，已成功地應用于異型截面工件的CNC車削和磨削加工中。針對產量最大的非圓截面零件玛瘸，國防科學技術大學非圓切削研究中心開發(fā)了基于直線電機的高頻響大行程數(shù)控進給單元磕秤。當用于數(shù)控活塞機床時，工作臺尺寸為600mm×320mm捧韵，行程100mm，最大推力為160N赴碘，最大加速度可達13g社衰。由于直線電機動子和工作臺已固定在一起，所以只能采用閉環(huán)控制鸡视，圖2所示為該單元的控制系統(tǒng)簡圖桃旷。
  
  這是一個雙閉環(huán)系統(tǒng)，內環(huán)是速度環(huán)酒半，外環(huán)是位置環(huán)薯舆。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晨下，系統(tǒng)的機械誤差可以由反饋消除累冠，獲得較高的精度。
• 采用直線電機的開放式數(shù)控系統(tǒng)
  采用PC機與開放式可編程運功控制器構成數(shù)控系統(tǒng)拳芹，這種系統(tǒng)以通用微機及Windows為平臺蝇罐，以PC機上的標準插件形式的運動控制器為控制核心，實現(xiàn)了數(shù)控系統(tǒng)的開放『厦郑基于直線電機的開放式數(shù)控系統(tǒng)的總體設計方案如圖3所示茉唉。
  
  該系統(tǒng)采用在PC機的擴展槽中插入運動控制卡的方案組成，系統(tǒng)由PC機结执、運動控制卡度陆、伺服驅動器、直線電機献幔、數(shù)控工作臺等部分組成懂傀。數(shù)控工作臺由直線電機驅動，伺服控制和機床邏輯控制均由運動控制器完成斜姥，運動控制器可編程鸿竖，以運動子程序的方式解釋執(zhí)行數(shù)控程序(G代碼等，支持用戶擴展)铸敏。運動控制卡型號為PCI-8132缚忧。
  當今的工業(yè)控制技術中PCI總線漸漸地取代了 ISA總線，成為主流總線形式杈笔，它有很多優(yōu)點闪水，如即插即用(Plug and Play)、中斷共享等蒙具。PCI總線具有嚴格的標準和規(guī)范嬉哥，這就保證了它具有良好的兼容性，可靠性高勒蜀；傳送數(shù)據(jù)速率高(132Mbps)或 (264Mbps); PCI總線與CPU無關津咒，與時鐘頻率無關，適用于各種平臺雁碘，支持多處理器和并行工作哩拔；PCI總線還具有良好的擴展性，通過PCI_PCI橋路啥拘，可進行多級擴展影焙。PCI總線為用戶提供了極大的方便，是目前PC機上最先進血肯、最通用的一種總線襟笋。PCI-8132是具有PCI接口的2軸運動控制卡。它能產生高頻脈沖驅動步進電機和伺服電機途居，控制2個軸的電機運動抵肌，實現(xiàn)直線和圓弧插補。在數(shù)控加工中袍镀，提供位置反饋拜鹤。
  系統(tǒng)軟件在WINDOWS平臺上開發(fā)框冀。該軟件采用模塊化程序設計，由用戶輸入輸出界面敏簿、預處理模塊等組成明也。用戶輸入輸出界面實現(xiàn)用戶的輸入、系統(tǒng)的輸出惯裕。用戶輸入的主要功能是讓用戶輸入數(shù)控代碼温数，發(fā)出控制命令，進行系統(tǒng)的參數(shù)配置蜻势，生成數(shù)控機床零件加工程序(G代碼指令)撑刺。預處理模塊讀取G代碼指令后，通過編譯生成能夠讓PCI－8132運動控制卡運行的程序握玛，從而驅動直線電機够傍，完成直線或圓弧插補。讀取G代碼的過程是首先進行參數(shù)的設定挠铲，然后讀取G代碼冕屯，該程序流程如下如圖4所示。