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四軸數控雕刻機控制系統的設計
將傳統的手工雕刻加工與機械自動化相結合已成為現代木制品生產加工的趨勢。一方面可提高生產效率,滿足現代生活快節奏的物質需求;另一方面可避免手工雕刻的不可重復性,同時也可減少手工雕刻引起的失誤。目前對三軸數控雕刻機控制系統的研究較多,而針對
將傳統的手工雕刻加工與機械自動化相結合已成為現代木制品生產加工的趨勢。一方面可提高生產效率,滿足現代生活快節奏的物質需求;另一方面可避免手工雕刻的不可重復性,同時也可減少手工雕刻引起的失誤。目前對三軸數控雕刻機控制系統的研究較多,而針對四軸數控雕刻機控制系統的研究還很少,為此設計了四軸數控雕刻機控制系統。
1 重慶雕刻機控制系統的總體設計
四軸數控雕刻機實現的功能如下:以掃描儀或制圖軟件得到的圖形為來源,將其導入到生成刀具路徑的PowerMILL軟件中,生成的刀具路徑為G代碼,需要對這些G代碼進行處理和修改,得到適合運動控制卡的刀具路徑。將這些完善后的G代碼導入到機床的操作界面中,操作界面再將加工信號通過運動控制卡分配給伺服電機驅動器和變頻器。伺服電機驅動器發出電子脈沖給控制X、Y、Z軸做直線運動和A軸做旋轉運動的伺服電機,變頻器發出電子脈沖給電主軸控制刀具旋轉加工。在運動控制卡端子板上還連接有用來反饋X、Y、Z軸運動位置的傳感器。
?。?)通用PC機:它是整個雕刻機的大腦,刀具路徑的生成和完善、運動控制卡的操作界面等都需在其內部完成,其控制著整個加工過程。因其穩定性直接決定著發送給伺服電機電子脈沖的穩定性,影響機床的加工精度,因此要求PC機應具有良好的穩定性。常用的PC機均可以滿足要求。
?。?)掃描儀:掃描儀用來采集需要加工工件的信息,只有采用仿形加工時才能用到它,而且其需要和四軸數控雕刻機配合使用。掃描不是唯一的信息采集方式,我們也可以通過軟件制圖然后在PowerMILL軟件中生成刀具路徑,或者是人工編寫刀具路徑。
?。?)運動控制卡:它是用來連接電腦控制和機床加工的樞紐,電腦根據刀具路徑代碼發送信號到運動控制卡,它可以發出連續的高頻率脈沖串分配給伺服電機驅動器和變頻調速器,用以控制伺服電機和電主軸的旋轉,從而完成機床的走位和加工。
?。?)伺服電機驅動器和伺服電機:它們需要配套使用,伺服電機驅動器用來接收運動控制卡發送過來的脈沖,經過其處理后再發送給伺服電機;伺服電機通過接收驅動器的脈沖來控制自己的旋轉速度,再通過滾珠絲杠傳遞從而實現雕刻機機床X、Y、Z軸的直線運動,或者以蝸輪蝸桿減速器來實現A軸帶動工件的旋轉。
?。?)變頻器和電主軸:它們需要配套使用,變頻器用來接收運動控制卡發送過來的脈沖,經過處理后再發送給電主軸;電主軸通過接收變頻器的脈沖來控制自己的旋轉速度,以帶動刀具的旋轉實現加工的完成。
?。?)傳感器:本研究所用的傳感器為位移傳感器,通過反饋機床X、Y、Z軸運動位置給運動控制卡,運動控制卡再根據反饋的信息來控制發送給伺服電機驅動器的脈沖,從而達到控制機床X、Y、Z軸運動的目的。http://www.lm32019t.com/
1 重慶雕刻機控制系統的總體設計
四軸數控雕刻機實現的功能如下:以掃描儀或制圖軟件得到的圖形為來源,將其導入到生成刀具路徑的PowerMILL軟件中,生成的刀具路徑為G代碼,需要對這些G代碼進行處理和修改,得到適合運動控制卡的刀具路徑。將這些完善后的G代碼導入到機床的操作界面中,操作界面再將加工信號通過運動控制卡分配給伺服電機驅動器和變頻器。伺服電機驅動器發出電子脈沖給控制X、Y、Z軸做直線運動和A軸做旋轉運動的伺服電機,變頻器發出電子脈沖給電主軸控制刀具旋轉加工。在運動控制卡端子板上還連接有用來反饋X、Y、Z軸運動位置的傳感器。
?。?)通用PC機:它是整個雕刻機的大腦,刀具路徑的生成和完善、運動控制卡的操作界面等都需在其內部完成,其控制著整個加工過程。因其穩定性直接決定著發送給伺服電機電子脈沖的穩定性,影響機床的加工精度,因此要求PC機應具有良好的穩定性。常用的PC機均可以滿足要求。
?。?)掃描儀:掃描儀用來采集需要加工工件的信息,只有采用仿形加工時才能用到它,而且其需要和四軸數控雕刻機配合使用。掃描不是唯一的信息采集方式,我們也可以通過軟件制圖然后在PowerMILL軟件中生成刀具路徑,或者是人工編寫刀具路徑。
?。?)運動控制卡:它是用來連接電腦控制和機床加工的樞紐,電腦根據刀具路徑代碼發送信號到運動控制卡,它可以發出連續的高頻率脈沖串分配給伺服電機驅動器和變頻調速器,用以控制伺服電機和電主軸的旋轉,從而完成機床的走位和加工。
?。?)伺服電機驅動器和伺服電機:它們需要配套使用,伺服電機驅動器用來接收運動控制卡發送過來的脈沖,經過其處理后再發送給伺服電機;伺服電機通過接收驅動器的脈沖來控制自己的旋轉速度,再通過滾珠絲杠傳遞從而實現雕刻機機床X、Y、Z軸的直線運動,或者以蝸輪蝸桿減速器來實現A軸帶動工件的旋轉。
?。?)變頻器和電主軸:它們需要配套使用,變頻器用來接收運動控制卡發送過來的脈沖,經過處理后再發送給電主軸;電主軸通過接收變頻器的脈沖來控制自己的旋轉速度,以帶動刀具的旋轉實現加工的完成。
?。?)傳感器:本研究所用的傳感器為位移傳感器,通過反饋機床X、Y、Z軸運動位置給運動控制卡,運動控制卡再根據反饋的信息來控制發送給伺服電機驅動器的脈沖,從而達到控制機床X、Y、Z軸運動的目的。http://www.lm32019t.com/