基于PMAC运动控制卡的数控试验台设计

基于PMAC运动控制卡的数控试验台设计ee（ee）指导老师：ee[摘要]本论文课题的主要内容是设计一个利用工控机和运动控制器对X,Y，Z,A,B 五个坐标进行控制，采用位移检测装置对数控装置执行件的位移进行检测的开放式数控技术试验台，本文采用“Pc机+可编程运动控制器”的方式来构造该数控试验工作台。

本设计把PMAC运动控制卡及其扩展卡放入控制箱，通过上位机——工业控制机（IPc）标准串口通讯，再配上交流伺服电机和步进电机、伺服驱动器、编码器和直线光栅尺等，构成一个模块化的数控系统。

在对试验平台机械结构进行设计的过程中，主要对滚珠丝杠螺母副、滚动直线导轨副和蜗轮蜗杆式转台进行了计算、校核和选用，确保了机械传动部件的精度和刚度，使之满足系统的要求；通过计算，选择了电气驱动部件，包括交流伺服电机和步进电机及其伺服驱动器、编码器和直线光栅尺。

基于Ｗindoｗs操作系统，利用Visual Basic建立了控制软件界面，应用PMAC的Ｇ代码解释程序、M代码解释程序和Ｔ代码解释程序编写了试验台的运动程序，实现了工作台的加、减速等控制和直线、圆弧等动作。

[关键词]试验平台运动控制卡结构设计软件设计DESDINE THE MACHINE STRUCTURE OF THE NCTEST-BED BASED ON PMACee(ee)Tutor: eeAbstract: The important content of this thesis is using Motion Control Card and IPC for the controlling of the five directions X, Y, Z, A and B. It is an ONC test-bed which detects the displacement of numerical control by its displacement detecting device. It adopts the “IPC+PMAC” mode to establish the test-bed. This design puts PMAC Motion Control Card and its development card into the controlling case and communicates with IPC through serial—port. Then, it matches AC servo motors, step motors, servo drivers, encoder and grating rulers to form a modular NC system. In the process of the designing of the mechanical structure of this test-bed, the ball screw assembly, roll linear guide way assembly and worn gear pair turntable are firstly main devices to calculated, checked and attached, as it Can ensure the high precision and rigidity of the mechanical transformation devices, as well as fulfill the requirement of the NC system. Secondly, it selects electrical components through calculation, including AC servo motors, step motors, its servo drivers, and encoders and grating rulers. Thirdly, basing Oil Windows Operating System, it establishes the software interface by Visual Basic. The motion program of the test-bed which is applied to carry out the acceleration and deceleration control, as well as linear and circular movement of the test-bed, has been developed by G code explanation program, M code explanation program and T code explanation program of PMAC.Key words: Test-bed; Motion control card; Structure design; Software design1.绪论 (5)1.1课题来源及研究意义 (5)1.2本课题的研究思路和研究内容 (6)2．机械部分设计....................................... 错误！未定义书签。

2.1总体设计............................................. 错误！未定义书签。

2.1.1主要技术参数确定 ............................... 错误！未定义书签。

2.1.2总体布局 ....................................... 错误！未定义书签。

2.1.3控制形式 ....................................... 错误！未定义书签。

2.2滑台设计............................................. 错误！未定义书签。

2.2.1导轨设计 ....................................... 错误！未定义书签。

2.2.2丝杠设计 ....................................... 错误！未定义书签。

2.2.3电机确定 ....................................... 错误！未定义书签。

2.3转台设计............................................. 错误！未定义书签。

2.3.1电机确定 ....................................... 错误！未定义书签。

2.3.2蜗轮蜗杆设计 ................................... 错误！未定义书签。

2.4检测元件设计......................................... 错误！未定义书签。

2.4.1光栅确定 ....................................... 错误！未定义书签。

2.4.2编码器确定 ..................................... 错误！未定义书签。

2.5本章小结............................................. 错误！未定义书签。

3.控制系统硬件设计 ................................... 错误！未定义书签。

3.1概述................................................. 错误！未定义书签。

3.2控制系统总体方案..................................... 错误！未定义书签。

3.2.1典型的控制系统方案及特点 ....................... 错误！未定义书签。

3.2.2方案比较及拟采用的控制系统方案 ................. 错误！未定义书签。

3.3系统硬件选择......................................... 错误！未定义书签。

3.4本章小结............................................. 错误！未定义书签。

4.控制系统软件设计 ................................... 错误！未定义书签。

4.1概述................................................. 错误！未定义书签。

4.2数控系统的功能需求分析............................... 错误！未定义书签。

4.3数控系统控制软件的体系结构........................... 错误！未定义书签。

4.4数控系统的软件结构设计............................... 错误！未定义书签。

4.4.1操作系统的选择 ................................. 错误！未定义书签。

4.4.2软件总体结构 ................................... 错误！未定义书签。

4.5人机界面及程序流程................................... 错误！未定义书签。

4.5.1总体设计 ....................................... 错误！未定义书签。

4.5.2程序设计 ....................................... 错误！未定义书签。

4.6本章小结............................................. 错误！未定义书签。

5.结论及展望 .......................................... 错误！未定义书签。

5.1结论................................................. 错误！未定义书签。

参考文献 . (48)1.绪论1.1课题来源及研究意义数控技术是机械、电子、计算机及自动控制等技术有机结合的一门商新技术，已广泛应用于机械制造领域，使制造技术向高速化、自动化、高精化、集成化、智能化、网络化方向发展，使机械产品在性能上向高精度、高效率、高性能、智能化方向发展，在功能上向小型化、轻型化、多功能方向发展，在层次上向系统化、复合集成化方向发展。