文档介绍：第卷第期燕山大学学报
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,重点介绍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,在第一代控制系的基
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,尤其在复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
指令后,软件调用相应的功能模块,并通过
了硬件成本。石勇以运动控制卡为
动态链接库访问进行处理。数控
运动控制核心研究了并联机床加工中心数控系统。
系统利用总线和双端口与进行
天津大学、中国科学院沈阳自动化研究所、
通讯,一般信息均由总线通道传递,系统实时
吉林大学等单位都针对各自的并联机床开发了
信息则通过双端口进行传递。接到来
控制系统软件,主要介绍了运动算法、代码转
自应用程序的信息后,由自身的系统程序来处理。
换、运动仿真等内容。
收稿日期:
作者简介:程丽( ),女,河北邯郸人。博士研究生。主要研究方向为并联机器人、并联机床