多功能嵌入式柔性數(shù)控車床研制總結(jié)報告

1、多功能嵌入式柔性數(shù)控車床研制總結(jié)報告來源：開關(guān)柜無線測溫 1 項目開發(fā)背景 數(shù)控機床具有高精度、高速度、高柔性、高效率的突出優(yōu)點，在國民經(jīng)濟建設(shè)中，具有很重要的作用。該項目從我國國情出發(fā)，研制低成本，強適應(yīng)性，又具有較高性能指標(biāo)的多功能嵌入式柔性數(shù)控機床。我國正處在從制造業(yè)大國向制造業(yè)強國轉(zhuǎn)變過程中，在這個轉(zhuǎn)型過程中，數(shù)控化將取代原有的手工操作。而各行各業(yè)又具有很多本行業(yè)的特殊要求，使得專用的數(shù)控系統(tǒng)不能很好的發(fā)揮出數(shù)控化的優(yōu)點，同時目前專用的數(shù)控系統(tǒng)市場也被德國和日本所壟斷，企業(yè)的數(shù)控化改造成本過高。由于基于PC的開放式數(shù)控系統(tǒng)有很好的可擴充性和定制的靈活性也在很多行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，但是

2、基于PC的構(gòu)架決定了其穩(wěn)定性比較弱，很難用于惡劣的工作環(huán)境和對可靠性要求苛刻的場合。該項目所提出的嵌入式柔性化數(shù)控系統(tǒng)將兼具專用數(shù)控系統(tǒng)和基于PC的數(shù)控系統(tǒng)的優(yōu)點，是基于嵌入式計算機控制系統(tǒng)的新一代數(shù)控機床。2 項目實施分析杭州浙大辰光科技有限公司是一家集數(shù)字控制技術(shù)、嵌入式軟件與產(chǎn)品的科研開發(fā)、生產(chǎn)制造、市場營銷為一體的省級高科技企業(yè)及軟件企業(yè)。依托浙江大學(xué)現(xiàn)代制造工程研究所和先進制造技術(shù)重點實驗室，浙大辰光充分發(fā)揮浙江大學(xué)多學(xué)科的綜合優(yōu)勢，致力于工業(yè)數(shù)控系統(tǒng)和產(chǎn)品的開發(fā)，力求為用戶提供從數(shù)控加工到機械裝備自動化的整體解決方案。公司主導(dǎo)產(chǎn)品“嵌入式柔性數(shù)控系統(tǒng)”已批量用于模具加工機床、玻璃加

3、工中心和自動化針織橫機產(chǎn)品，"數(shù)控工業(yè)培訓(xùn)系統(tǒng)"已被全國各地數(shù)百家職業(yè)院校采用，深受用戶的好評。公司在充分調(diào)研國內(nèi)外同類產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，于2005年6月開始與浙江大學(xué)現(xiàn)代制造工程研究所，通過產(chǎn)學(xué)研合作努力推進高技術(shù)數(shù)控機床設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化進程。合作雙方迅速抽調(diào)精干開發(fā)人員組成了項目開發(fā)組，浙江大學(xué)機械工程系傅建中教授任項目負責(zé)人，原計劃于2006年6月份完成項目開發(fā)工作。項目開發(fā)組于2005年10月份完成了系統(tǒng)方案設(shè)計，項目開發(fā)組于2005年11月份完成了系統(tǒng)硬件設(shè)計和制造，于2005年12月份完成了系統(tǒng)軟件設(shè)計和模塊調(diào)試，期間杭州浙大辰光科技有限公司順利通過ISO9001:20

4、00質(zhì)量體系認證。項目開發(fā)組于2006年1月份完成了系統(tǒng)集成和總體調(diào)試，并開始系統(tǒng)內(nèi)部測試，期間有用戶開始試用。2006年2月項目開發(fā)組通過用戶反饋的意見，對多功能嵌入式柔性數(shù)控車床作了局部修改和優(yōu)化，進一步完善了網(wǎng)絡(luò)化軟件功能，期間制定了多功能嵌入式柔性數(shù)控車床企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。2006年3月多功能嵌入式柔性數(shù)控車床通過了浙江省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢測研究院的檢測，所檢指標(biāo)全部符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。項目開發(fā)組認為多功能嵌入式柔性數(shù)控車床開發(fā)已基本成功，提請公司提前進入鑒定程序。3 總體完成情況分析3.1研制成功嵌入式數(shù)控系統(tǒng)采用PC104嵌入式總線和高性能DSP為運動控制主處理器，具備大容量存儲，256M內(nèi)存；US

5、B和以太網(wǎng)通訊接口。完整的高性能數(shù)控伺服功能，具有點位，直線，圓弧，樣條和PVT插補功能，絲杠的間隙補償、螺距補償功能，空間幾何誤差補償功能，直線/S曲線加減速，Lookahead前瞻控制功能。控制系統(tǒng)以采用三菱的數(shù)字交流伺服系統(tǒng)構(gòu)成一個開放式的數(shù)控系統(tǒng)。利用PMAC 的多軸運動控制功能，將交流伺服系統(tǒng)與DMC的脈沖輸出通道相連，實現(xiàn)電機的轉(zhuǎn)速信號的輸出。同時也可接受光電編碼器的反饋信號的采樣，以達到實現(xiàn)全閉環(huán)控制。另外通過擴展的IO口，可以接收機床上一些與運動控制有關(guān)的IO量的輸入。如檢測機床原點、限位等開關(guān)的信號。通過PC機的外設(shè)可實現(xiàn)加工程序的輸入、編輯、參數(shù)的設(shè)置、機床運行的實時狀態(tài)等

6、等。另外借助PC的圖形數(shù)據(jù)處理的強大功能，可以很容易的實現(xiàn)系統(tǒng)的DNC功能。本控制系統(tǒng)最大控制軸數(shù)四軸，最大聯(lián)動軸數(shù)4軸。1、CNC功能l 采用高性能DSP為運動控制主處理器，PC104嵌入式總線進行通訊l 控制車床、銑床 l 可控制4個進給軸和一個數(shù)字或模擬主軸 l 最大四軸聯(lián)動，具有直線插補、圓弧插補、螺旋線插補、樣條插補等控制方式 l 螺紋加工、變距螺紋加工 l 旋轉(zhuǎn)軸控制 l Lookahead 前瞻控制、加速度突變限制 l 主軸準(zhǔn)停，剛性攻絲、恒線速切削 l FRAME功能（坐標(biāo)的平移、旋轉(zhuǎn)、鏡象、縮放）l 絲杠的間隙補償、螺距補償功能，空間幾何誤差補償功能l 直線/S曲線加減速l

7、RS232/422串口，USB或網(wǎng)口通訊l 系統(tǒng)分辨率1m，采樣周期0.1msl 絲杠的間隙補償、螺距補償功能，空間幾何誤差補償功能；2、操作單元 l 使用工業(yè)用計算機作為上位機l 人機界面基于Windows操作系統(tǒng)，簡單易學(xué)；l 大容量存儲，配有20G以上硬盤，256M內(nèi)存；l MDA方式端面加工 l 程序段搜索運行 l 坐標(biāo)軸鎖定、快速空運行 l 后臺編程 l 機床坐標(biāo)系、工件坐標(biāo)系、和相對坐標(biāo)系顯示 l 加工軌跡實時顯示 l 坐標(biāo)位置、余程以及各軸速度顯示 3.2研制成功自主知識產(chǎn)權(quán)的柔性化數(shù)控車床軟件數(shù)控系統(tǒng)人機操作界面柔性化，可根據(jù)用戶的喜好風(fēng)格定制人機操作界面，數(shù)控軟件具有虛擬儀器

8、體系結(jié)構(gòu)。3.3研制成功數(shù)控工業(yè)培訓(xùn)軟件數(shù)控工業(yè)培訓(xùn)軟件為了突出教育培訓(xùn)功能,可兼容目前幾大主流的數(shù)控系統(tǒng)操作及代碼格式,通過數(shù)控工業(yè)培訓(xùn)系統(tǒng)引導(dǎo)程序,用戶可以選擇想要使用的兼容控制界面。所有的控制界面的操作和工業(yè)用數(shù)控系統(tǒng)的操作全兼容。能夠通過更改軟件仿真實現(xiàn)德國西門子數(shù)控系統(tǒng)、日本發(fā)那科數(shù)控系統(tǒng)、日本三菱數(shù)控系統(tǒng)的真實金屬切削加工，達到一臺設(shè)備起到多臺設(shè)備的實訓(xùn)效果。 4 多功能嵌入柔性數(shù)控車床的特點1. 采用PC104嵌入式總線和高性能DSP為運動控制主處理器，具備完整的高性能數(shù)控伺服功能及大容量存儲、USB和以太網(wǎng)口通訊接口。2. 數(shù)控系統(tǒng)人機操作界面柔性化，可根據(jù)用戶的喜好風(fēng)格定制人機操作界面，