[发明专利]一种基于PMAC的数控电解加工机床控制系统

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种基于PMAC的数控电解加工机床控制系统，适用于机械领域。

背景技术

随着现代加工技术的发展，由难加工材料(如不锈钢、硬质合金、高温合金等)制成的复杂件的应用越来越广泛。这些材料的切削性能差，对由其制成的零件上的复杂曲面，采用传统的数控铣削方式加工往往会因刀具刚性不足或磨损过快而无法获得高的加工精度和表面质量。

电解加工是利用金属在电解液中产生阳极溶解的原理来去除金属材料的，加工中工具阴极无损耗、无宏观切削力，对于难加工材料、复杂形状零件的批量生产是一种高效、高表面质量、高经济性的工艺方法。传统的电解加工采用成形阴极按拷贝方式加工型腔、型面，其成形阴极的设计及制造困难，且制造周期长，再加上阴极形状复杂、加工面积大，使得拷贝式加工的复制精度、重复精度都不高。

为了解决上述问题，国内外从20世纪80年代中期开始研究利用简单形状的工具阴极，通过计算机控制阴极相对于工件的运动来加工复杂曲面的数控电解加工技术。该技术通过程序控制阴极相对工件的运动而加工出复杂型面，避免了复杂成形阴极的设计与制造，可用于小批量、多品种甚至单件试制的生产中。再则，在数控电解加工过程中，阴极上参与加工的区域与传统拷贝式加工相比大为减小，从而使得电解液中产生的气体及热量的影响显著下降，因而可提高加工精度和表面质量。

发明内容

本发明提出了一种基于PMAC的数控电解加工机床控制系统，采用NC嵌入PC型开放式数控系统结构，将功能强大的PMAC运动控制卡插人工控机的扩展槽内组成主从分布式控制系统，既保证了系统的控制精度又保证了系统的柔性和开放性，用户可根据自己的加工需求增加或减少控制功能，配置不同的伺服轴数和功能模块，满足复杂型面电解加工的需要。

本发明所采用的技术方案是：

所述控制系统以PMAC2A.PCI04型运动控制卡作为控制核心，负责实现整个系统控制功能，包括完成轨迹插补运算，实现复杂曲面的加工；伺服系统的控制及向驱动装置发出正确的控制指令，保证整个系统的安全性和运动控制的准确性；系统运行状态信号的采集，运行状况的实时监控；回零、限位及伺服报错等功能的实现。以AD-VANTECH-610型工业控制计算机作为人机交互平台，利用其处理速度快、计算能力强和工作稳定的特点，可以准确快速地通过软件完成系统的信息管理、数控指令的发送、系统状态监测以及实时加工状态监测显示等功能。伺服驱动系统采用Cyclone交流伺服驱动电机经传动比为5的带轮减速机构减速后驱动滚珠丝杠运动，进给速度最小可达0.1mm/min。

所述控制系统的PMAC运动控制器是由美国Delta Tau公司推出的基于DSP技术的多轴运动控制器，具有响应速度快、精度高、开发周期短、编程和操作简单的特点，已广泛运用于机器人、数控机床等多轴联动控制的高精度伺服装置上。PMAC主机板内部的核心部件有一块DSP56001/DSP56002芯片和两块用户门阵列芯片，它能够对存储在它内部的程序进行单独运算，执行运动程序、PLC程序以及伺服环更新，可以同时操纵8根轴，并以串121、总线两种方式与主机进行通讯。而且它还可以自动对任务进行优先等级判别，从而进行实时多任务处理，这使得它在处理时间和任务切换这两方面大大减轻了主机和编程器的负担，提高了整个控制系统的运行速度和控制精度。

所述Cyclone交流伺服系统具有很高的准确性和稳定性，同时具有良好的自我保护性能，完全能够满足加工复杂曲面的控制要求。建立PMAC与伺服驱动器之间的正确连接是保证整个系统正常平稳运转的关键因素。