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基于PIC32+DSP构架的五轴数控单元设计(硬件部分)文献综述.doc.pdf
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文献综述
基于
PIC32+DSP
构架的五轴数控单元设计(硬件部分)
1
前言部分
现代工业自动化系统,现代科学技术和现代军事装备中,控制电机已经成为 不
可或缺的主要元件。它的应用范围十分广泛,比如舰船方向舵的自动操纵,遥 远门
标位置的显示,机床加工过程的自动控制和自动显示,阀门的遥控,以及机 器人、
医疗设备、自动记录仪表、电子计算机、录音录像设备的自动控制系统。
对于简单的电机系统,只需单独控制电机的运动,例如阀门的遥控。而对于 大
型系统,则需要几个电机的协调工作。一般而言,多轴联动的电机数量越多, 能够
完成的工作越复杂,控制难度也越大。例如多坐标数控机床,有些复杂形状 的零
件,用三坐标的数控机床还是无法加工,如螺旋桨、飞机曲面零件的加工等 , 需要
三个以上坐标的合成运动才能加工出所需形状。于是出现了多坐标的数控机 床,其
特点是数控装置控制的轴数较多,机床结构也比较复杂,其坐标轴数通常 取决于加
工零件的工艺要求。
本设计为针对一般的机床的控制卡,所以接下来主要以机床为例进行讲解。
在机床的实际加工中,被加工工件的轮廓形状千差万别,各式各样。严格说
来,为了满足几何尺寸精度的要求,刀具中心轨迹应该准确地依照工件的轮廓形 状
来生成。然而,对于简单的曲线,数控装置易于实现,但对于较复杂的形状, 若直
接生成,势必会使算法变得很复杂,计算机的工作量也相应地大大增加。因 此,在
实际应用中,常常采用一小段直线或圆弧去进行逼近,有些场合也可以用 抛物线、
椭圆、双曲线和其他高次曲线去逼近(或称为拟合)。所谓插补是指数 据密化的过
程。在对数控系统输入有限坐标点(例如起点、终点)的情况下,计 算机根据线段
的特征(直线、圆弧、椭圆等),运用一•定的算法,自动地在有限 坐标点之间生
成一系列的坐标数据,即所谓数据密化,从而自动地对各坐标轴进 行脉冲分配,完
成整个线段的轨迹运行,以满足加工精度的要求。
一般电机的控制是对电机方向和速度的控制,而复杂的系统则实时控制各个 电
机的转速,在统一的算法下,使整体协同工作,所以有些机床对控制器处理速 度要
求比较高。
现在举例三轴和五轴加工的特点:
在数控机床中,机床直线运动的坐标轴 X, Y, Z 按照 IS。和我国的 JB3051 —
82 标准,规定成右手直角笛卡儿坐标系。三个回转运动 A, B, C 相应的表示 其轴
线平行于 X, Y, Z 的旋转运动。X, Y, Z 的正向是使工件尺寸增加的方向, 即增大
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