五自由度并联机床数控系统软件开发.pdfVIP

卷 期 燕山大学学报 年 月 文章编号：1007-791X (2008) 03-0201-05 五自由度并联机床数控系统软件开发 程丽 ，高建设 ，赵云峰 ，赵永生 （ 燕山大学 机械工程学院，河北 秦皇岛 郑州大学 机械工程学院，河南 郑州 ） 摘 要：充分利用 运动控制卡的多轴联动控制和实时通讯能力，以 操作系统为平台，用 开发了开放式数控系统软件。针对并联机床的特点，重点介 了数控系统人机交互、运动控制、标定 校准、故障诊断、位姿检测等各功能模块。 机负责整个系统的管理、实时通讯、反解运算、代码编译等任 务， 卡实现伺服更新、位置反馈及输入输出端口监控等功能。控制系统软件运行速度快且平稳，控制精 度高，安全性好，并可根据不同需求移植和扩展各功能模块，已成功应用于实际五自由度并联机床控制中。 关键词 并联机床； ；数控系统；运动控制 中图分类号：TG659 文献标识码：A 引言 本系统以燕山大学研制的五自由度 并联机床为控制对象，在 一代控制系的基 并联机床是一种基于并联机构原理并结合现 础上 ，重新开发了适用于并联机床的数控系统各 代机器人技术和机床技术而产生的一种新型数控 功能模块和友好的人机界面，特别是针对并联机床 机床，床身和动平台之间包含多条独立的主动支 的结构特点设计的机床回零和标定模块，可以方便 链。动平台上安装电主轴，带动刀具实现所需要的 的将机床调整到初始位。系统状态信息和利用数据 多自由度运动。与传统多轴联动数控机床相比，具 库读取的轴参数设置也是该系统软件的特色。整个 有结构简单、成本低、运动构件惯量小、刚度重量 数控系统硬件采用 机结合 多轴运动控 比大等优点，尤其在 杂曲面精密加工方面具有十 制卡，软件在基于 内核的多任务操作系统 分广泛的应用前景，与传统机床形成很强的互补。 平台上用 编写，调用 动态链接库 由于并联机床本身的结构特点，不存在沿固定方向 函数，实现 机与控制卡的实时通讯，功能采用 的导轨和转动轴线，不能按照传统机床那样直接控 模块化设计，组织结构明晰有序，具有良好的开放 制刀具运动轴 、 、 、 、 ，因而控制系统的软 性和可移植性。 件大多根据机床的结构特点和需要自行开发。 数控系统软件开发的优劣直接影响到机床运 并联机床数控系统软件总体结构 动控制的速度、精度和安全。哈尔滨工业大学的卓 数控系统软件总体框架如图 所示，操作员通 桂荣 基于工业 机和 操作系统开 过鼠标、键盘与数控系统进行交互。当接收到用户 发的数控系统，所有数控功能均由软件实现，节省