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本课题(五轴运动控制系统中的应用研究)是我校与深圳双永机械厂的合作攻关项目。为我校自1999年开始此项目以来所研发的第四代产品,我校研制的五轴运动控制系统具体实现为一六坐标数控钻床,该系统以一个PC104/SB-610工控机作主控制器,以一个AT89C51作从控制器,组成主从结构,实现了对五个坐标轴电机的运动控制,达到了设计目的。
本文首先对运动控制的概念和分类进行了简单的描述,随后对数控钻控机国内外发展现况做了介绍,然后结合课题实际,对我校先后研发的四代数控机床的优缺点进行了比较,提出了基于PC104/SB610工控机的五轴运动控制的设计思路,分析了其现实意义。并对系统原理进行了分析,简单的阐述了系统的总体设计方案。
在此基础上,对系统的硬件设计进行了详细的阐述。本系统主要工作原理是以一个PC104/SB-610工控机作主控制器控制1个从单片机AT89C51从而控制五坐标轴电机的启动、停止、正/反转以及位置检测,电机速度和工作台位置反馈信号通过松下公司的伺服电机驱动器完成。重点讲述了用CPLD对系统进行仿真,同时对系统的软件设计进行了说明。
本项目采用嵌入式计算机,最大优点是进一步提高了通信速度,实现高速的目的(即钻孔速度可以从7孔/秒提高到15孔/秒),从而提高控制系统的整体水平;再加上CAD即计算机辅助设计使得现场可完成工件的自动设计,极大地提高了工作效率,同时极大的简化了电路设计,并为后续进行中高端数控技床研发打下了基础.