CN110580002A - 多轴数控铣床的控制装置及其控制方法 - Google Patents

多轴数控铣床的控制装置及其控制方法 Download PDF

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马正平
盛芳
郭君会
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Abstract

本发明提供一种多轴数控铣床的控制装置及其控制方法，包括依次电性连接的运动控制单元、GE运功控制器、端子连接板、若干个伺服电机驱动器、若干个伺服电机，还包括设置于铣床机身的各个执行元器件及传感器元器件。与现有技术相比，本发明兼有DSP处理速度快及IPC控制系统便于实现开放式结构的优点，是一种高精度、高速度、多轴联动、体积小、集成度高的GE运动控制器，可以满足多轴联动的数控机床、机器人等高性能控制系统的需求，以IPC控制系统和GE运动控制器为基础构建开放式数控系统硬件平台，方便、快捷。

Description

多轴数控铣床的控制装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及伺服控制装置及其控制方法，具体涉及一种多轴数控铣床的控制装置及其控制方法。
背景技术
开放式数控系统是二十世纪九十年代出现的一种先进的计算机数控体系结构，具有扩展性好、开发和维护方便、运行稳定性高、能灵活适应不同需要等特点，是未来数控技术的主要发展趋势。随着现代计算机技术、微电子技术和现代控制技术的不断发展，开放式数控系统如何有效地利用这些先进的技术，多快好省地进行控制系统的开发就显得十分的必要。数控机床已经成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一，在我国由制造业大国向制造业强国的发展过程中，数控机床起着举足轻重的作用。随着生产技术的发展，用户对产品的性能、精度要求越来越高，对生产的效率要求也越来越高，这就要求数控机床向着高速化、高精度化方向发展。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供适用于多轴随动数控铣床的一种高响应、高动态的控制装置及其控制方法。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种多轴数控铣床的控制装置，包括依次电性连接的运动控制单元、GE运功控制器、端子连接板、若干个伺服电机驱动器、若干个伺服电机，还包括与运动控制单元连接的、设置于铣床机身的各个执行元器件及传感器元器件；
所述运动控制单元用以计算得出各个伺服电机的伺服轴的速度及位置；
所述GE运功控制器用以控制各个伺服电机的运行方式和时间；
所述端子连接板用以便于各部件之间的导线连接；
所述伺服电机驱动器用以驱动伺服电机；
所述若干个伺服电机的伺服轴分别连接移动支架的支架移动轴、旋转机构的旋转轴、多部传动机构对应设置的多个传动轴，以及多部进给机构对应设置的多个进给轴。
进一步的，所述运动控制单元包括人机界面，用以进行工艺参数的输入、数据显示及所有故障代码的输出。
进一步的，所述运动控制单元包括远程I/O模块，用以对与其连接的执行元器件及传感元器件进行相应的控制或信号检测。
进一步的，所述GE运动控制器包括I/O口、DSP及总线接口。
进一步的，所述总线接口为PCI总线接口。
一种多轴数控铣床的控制方法，包括如下步骤：
步骤a：通过人机界面设定所需的工艺参数，所述运动控制单元根据工艺参数计算出各个伺服电机的伺服轴的速度及位置，并发送给GE运功控制器，同时计算出设置于铣床机身的若干执行元器件及传感元器件需要进行的动作，通过远程I/O模块发送给相应的执行元器件及传感元器件；
步骤b：GE运功控制器控制相应伺服电机驱动器驱动伺服电机，使与所述伺服电机的伺服轴对应连接的锯片旋转；
步骤c：伺服电机的伺服轴带动铣床上与该伺服轴连接的移动支架或小车运动，使该移动支架或小车携带其装设的锯片向着待切割的焊管运动；
步骤d：控制锯片向焊管旋转推进或进给推进的伺服电机的伺服轴按照运动控制单元设定的推进曲线，对焊管进行切割；切割完成后，反转并返回原点；
步骤e：使连接所述移动支架或小车的若干伺服电机的伺服轴分离同步，停止并反转、高速返回至该些伺服轴的原点位置，等待下一个切割周期的到来。
进一步的，步骤1中，所述工艺参数包含焊管的长度、材质、焊管外径、壁厚、锯片类型、锯片直径、锯片厚度、锯片齿数、最大齿负荷。
有益效果：与现有技术相比，本发明兼有DSP处理速度快及IPC控制系统便于实现开放式结构的优点，是一种高精度、高速度、多轴联动、体积小、集成度高的GE运动控制器，可以满足多轴联动的数控机床、机器人等高性能控制系统的需求，以IPC控制系统和GE运动控制器为基础构建开放式数控系统硬件平台，方便、快捷。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图中标号：1、运动控制单元；2、GE运功控制器；3、端子连接板；4、伺服电机驱动器；5、伺服电机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
如图1所示，本发明包括依次电性连接的运动控制单元1、GE运功控制器2、端子连接板3、若干个伺服电机驱动器4、若干个伺服电机5，还包括设置于铣床机身的各个执行元器件及传感器元器件；所述运动控制单元1用以计算得出各个伺服电机5的伺服轴的速度及位置；所述GE运功控制器2用以控制各个伺服电机5的运行方式和时间；所述端子连接板3用以便于各部件之间的导线连接；所述伺服电机驱动器4用以驱动伺服电机5；所述若干个伺服电机5的伺服轴分别连接移动支架的支架移动轴、旋转机构的旋转轴、多部传动机构对应设置的多个传动轴，以及多部进给机构对应设置的多个进给轴。所述运动控制单元1包括人机界面，用以进行工艺参数的输入、数据显示及所有故障代码的输出，还包括远程I/O模块，用以对与其连接的执行元器件及传感元器件进行相应的控制或信号检测。所述GE运动控制器2包括I/O口、DSP及总线接口。所述总线接口为PCI总线接口。
本发明的实施步骤包括：
步骤a：通过人机界面设定所需的工艺参数，所述运动控制单元1根据工艺参数计算出各个伺服电机5的伺服轴的速度及位置，并发送给GE运功控制器2，同时计算出设置于铣床机身的若干执行元器件及传感元器件需要进行的动作，通过远程I/O模块发送给相应的执行元器件及传感元器件；所述工艺参数包含焊管的长度、材质、焊管外径、壁厚、锯片类型、锯片直径、锯片厚度、锯片齿数、最大齿负荷；
步骤b：GE运功控制器2控制相应伺服电机驱动器4驱动伺服电机5，使与所述伺服电机5的伺服轴对应连接的锯片旋转；
步骤c：伺服电机5的伺服轴带动铣床上与该伺服轴连接的移动支架或小车运动，使该移动支架或小车携带其装设的锯片向着待切割的焊管运动；
步骤d：控制锯片向焊管旋转推进或进给推进的伺服电机5的伺服轴按照运动控制单元1设定的推进曲线，对焊管进行切割；切割完成后，反转并返回原点；
步骤e：使连接所述移动支架或小车的若干伺服电机5的伺服轴分离同步，停止并反转、高速返回至该些伺服轴的原点位置，等待下一个切割周期的到来。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种多轴数控铣床的控制装置，其特征在于，包括依次电性连接的运动控制单元(1)、GE运功控制器(2)、端子连接板(3)、若干个伺服电机驱动器(4)、若干个伺服电机(5)，还包括与运动控制单元(1)连接的、设置于铣床机身的各个执行元器件及传感器元器件；
所述运动控制单元(1)用以计算得出各个伺服电机(5)的伺服轴的速度及位置；
所述GE运功控制器(2)用以控制各个伺服电机(5)的运行方式和时间；
所述端子连接板(3)用以便于各部件之间的导线连接；
所述伺服电机驱动器(4)用以驱动伺服电机(5)；
所述若干个伺服电机(5)的伺服轴分别连接移动支架的支架移动轴、旋转机构的旋转轴、多部传动机构对应设置的多个传动轴，以及多部进给机构对应设置的多个进给轴。
2.根据权利要求1所述的一种多轴数控铣床的控制装置，其特征在于，所述运动控制单元(1)包括人机界面，用以进行工艺参数的输入、数据显示及所有故障代码的输出。
3.根据权利要求1所述的一种多轴数控铣床的控制装置，其特征在于，所述运动控制单元(1)包括远程I/O模块，用以对与其连接的执行元器件及传感元器件进行相应的控制或信号检测。
4.根据权利要求1所述的一种多轴数控铣床的控制装置，其特征在于，所述GE运动控制器(2)包括I/O口、DSP及总线接口。
5.根据权利要求4所述的一种多轴数控铣床的控制装置，其特征在于，所述总线接口为PCI总线接口。
6.一种多轴数控铣床的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤a：通过人机界面设定所需的工艺参数，所述运动控制单元(1)根据工艺参数计算出各个伺服电机(5)的伺服轴的速度及位置，并发送给GE运功控制器(2)，同时计算出设置于铣床机身的若干执行元器件及传感元器件需要进行的动作，通过远程I/O模块发送给相应的执行元器件及传感元器件；
步骤b：GE运功控制器(2)控制相应伺服电机驱动器(4)驱动伺服电机(5)，使与所述伺服电机(5)的伺服轴对应连接的锯片旋转；
步骤c：伺服电机(5)的伺服轴带动铣床上与该伺服轴连接的移动支架或小车运动，使该移动支架或小车携带其装设的锯片向着待切割的焊管运动；
步骤d：控制锯片向焊管旋转推进或进给推进的伺服电机(5)的伺服轴按照运动控制单元(1)设定的推进曲线，对焊管进行切割；切割完成后，反转并返回原点；
步骤e：使连接所述移动支架或小车的若干伺服电机(5)的伺服轴分离同步，停止并反转、高速返回至该些伺服轴的原点位置，等待下一个切割周期的到来。
7.根据权利要求6所述的一种多轴数控铣床的控制方法，其特征在于，步骤1中，所述工艺参数包含焊管的长度、材质、焊管外径、壁厚、锯片类型、锯片直径、锯片厚度、锯片齿数、最大齿负荷。
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CN114609974A (zh) * 2020-12-07 2022-06-10 山东新松工业软件研究院股份有限公司 一种开放式多轴联动数控系统及方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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