MPC08運動控制卡在開放式鉆床數(shù)控系統(tǒng)中的應(yīng)用
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3） 加工參數(shù)管理 本功能完成在機床控制過程中各參數(shù)的管理，包括機器的軸參數(shù)，系統(tǒng)參數(shù)，加工參數(shù)，刀具參數(shù)，機床坐標(biāo)參數(shù)。為了方便管理和使用，以上參數(shù)程序里都定義全局變量存放，使用時對這些變量操作即可以進行各參數(shù)的讀取和修改。每個參數(shù)變量都以一個自定義的結(jié)構(gòu)體為類型，軸參數(shù)類型內(nèi)包括每個軸的使能，最大速度，最大加速度，脈沖當(dāng)量，回零速度，回零方向，反向間隙等；系統(tǒng)參數(shù)包括插補精度，到位檢測周期，刀庫坐標(biāo)位置，深度檢測深度，深度檢測速度；加工參數(shù)包括進給速度，提升速度，工作行程，主軸轉(zhuǎn)速，換刀方式，斷鉆檢測允許范圍；刀具參數(shù)包括刀具的類型，直徑，壽命，已使用壽命，所在刀庫號；機床坐標(biāo)參數(shù)則包括機床的絕對坐標(biāo)和相對坐標(biāo)參數(shù)。所有這些參數(shù)除了絕對和相對坐標(biāo)參數(shù)外都需要在加工前由使用者按需求輸入，加工過程中根據(jù)這些設(shè)置的數(shù)據(jù)進行運動。下面是軸參數(shù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)例子：
typedef struct _AXIS_PARAM_SET
｛
int Installed; //軸是否安裝：TRUE——安裝
int Enable; //軸是否有效
int HomeDir; //機床回零方向：1——正向，-1——反向，0——無效
double Interval; //反向間隙
nb, sp;n, bsp; double MaxSpeed; //最大速度（mm/min）（A）
double AccelSpeed; //最大加速度（mm/min︿2）3600000
double PulseFactor; //脈沖當(dāng)量（mm）
long PulseUp; //電子齒輪分子
long PulseDown; //電子齒輪分母
long PulseDir; //反饋方向
int SRatio; //S型加速度曲線系數(shù)
double HomeSpeed; //回零速度
double HomeCheckDis; //回零檢測長度
double HomeOffsetDis; //回零后的移動距離
double DepthCheckDis; //深度檢測的下降距離
｝AXIS_PARAM_SET,＊PAXIS_PARAM_SET;
4）運動與換刀控制 運動與換刀控制是鉆床運動的核心部分，完成鉆床的孔加工（包括啟動，定位，下鉆，提升），回零，回停車位和換刀的動作。本模塊的代碼都在專門建立的運動控制線程PubWorkThreadHandler（LPVOID pParam）里面執(zhí)行。
a、孔加工 當(dāng)用戶加工準(zhǔn)備就緒，按下啟動加工的按鈕的時候，線程開始自動讀取加工鏈表gWorkList里面已經(jīng)經(jīng)過譯碼的數(shù)據(jù)，通過已知數(shù)據(jù)信息程序按照加工參數(shù)管理模塊設(shè)定的速度發(fā)送運動指令給MPC08運動控制器，控制器發(fā)出脈沖使機床快速運動并定位到該孔坐標(biāo)，接著以給定的下鉆速度和下鉆深度進行孔加工，然后再以給定的速度提升，提升的同時迅速定位到下一個加工孔的坐標(biāo)位置。
b、回零 準(zhǔn)確的回零對機床的定位和加工起著重要的作用，本系統(tǒng)設(shè)計的回零方式借助于伺服電機的Z脈沖，當(dāng)按下回零按鈕后，程序的運動控制線程即按相應(yīng)步驟發(fā)出回零指令給控制器，使機床準(zhǔn)確的回零。設(shè)計的回零步驟為：各軸快速朝原點方向運動à碰到原點開關(guān)后緩?fù)（ぞ復(fù)：蠓聪虻退龠\動à當(dāng)接收到伺服電機的Z脈沖信號后停下來。機床即以停下來的坐標(biāo)位置作為機床的原點。程序里面對每個步驟定義了一個宏，以此來區(qū)分加工到那一步驟。
c、回停車位 當(dāng)按下回停車位的按鈕后，發(fā)出回停車位的指令，使機床的XY軸分別運動到加工前設(shè)定到加工參數(shù)管理模塊的停車位坐標(biāo)。
d、換刀 鉆床加工PCB板的時候需要加工不同直徑的孔，這就要求在加工過程中當(dāng)加工完一種直徑的孔以后進行換刀，取到另外一直徑的刀具進行加工。本系統(tǒng)的換刀方式有手動換刀和自動換刀兩種。手動換刀就是在加工完一直徑的孔后或刀具壽命到了以后回到停車位，由加工者手動把原刀具取下來并換上新的刀具然后恢復(fù)加工。手動換刀效率比較，現(xiàn)在的機床一般都采取自動換刀，本次設(shè)計的換刀流程如下：
Z軸回零——壓腳抬起——X軸移動到原刀庫的位置——Y軸移動到原刀庫的位置——Z軸移動到換刀位置——張夾頭放刀——延時——Z軸回零——XY軸回到停頓位置——檢查刀具放回了——Z回零——回到停頓位置——X軸移動到目標(biāo)刀具的位置——Y軸移動到目標(biāo)刀具的位置——Z軸移動到換刀位置——合夾頭取刀——延時——Z軸回零——回到停頓位置——檢查刀具取到了——Z軸回零——XY軸回到停頓位置——壓腳放下
換刀的軟件實現(xiàn)同樣是在運動控制線程里按以上步驟一步步完成，每個步驟類似回零步驟一樣定義了一個宏來區(qū)分。當(dāng)整個換刀流程執(zhí)行完畢以后，機床繼續(xù)加工剩余的孔。
5）自診斷檢測 自診斷模塊對機床的調(diào)試，檢測，狀態(tài)監(jiān)視起著重要的作用。通過本模塊，使用者可以隨時的檢測到機床電器信號狀態(tài)，包括機床輸入到控制器的信號和使用者通過控制器輸出到機床的控制信號。程序里是通過另一個輔助線程PubMonitorThreadHandler不斷的查詢MPC08控制器的狀態(tài)寄存器，并構(gòu)建如下的對話框顯示出來：
3 應(yīng)用
該系統(tǒng)利用了MPC08運動控制器的強大功能,并在模塊化思想指導(dǎo)下進行軟件編程，最終有效的應(yīng)用于PCB鉆床的控制系統(tǒng)中,運行效果良好,并且通過了在PCB數(shù)控機床中高精度和速度的加工測試,加工使用0.1-0.3mm大小的刀徑,孔間距為0.5mm,其各軸的最大速度,以及每分鐘的鉆孔個數(shù)均達(dá)到了預(yù)期的要求.
參考文獻
[1] 林宋，田建君. 現(xiàn)代數(shù)控機床. 化學(xué)工業(yè)出版社, 2003年9月
[2] 王永章，杜君文，程國全. 數(shù)控技術(shù). 高等教育出版社, 2001年12月
[3] MPC08 運動控制器手冊
[4] Bjarne Stroustrup. C++程序設(shè)計語言.機械工業(yè)出版社, 2002年7月
[5] David J. Kruglinski等. Visual C++6.0技術(shù)內(nèi)幕. 北京希望電子出版社, 2002年3月
[6] 譚浩強. C程序設(shè)計. 清華大學(xué)出版社, 1991年7月
c++相關(guān)文章:c++教程
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