一種曲線輪廓誤差測(cè)量及補(bǔ)償?shù)目刂葡到y(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種機(jī)電一體化的數(shù)控插補(bǔ)及輪廓誤差控制的領(lǐng)域，更具體的說(shuō)，涉 及一種曲線輪廓誤差測(cè)量及補(bǔ)償?shù)目刂葡到y(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，隨著制造業(yè)的迅速發(fā)展、多軸聯(lián)動(dòng)的高檔數(shù)控機(jī)床以其加工精度高、加工 能力適應(yīng)性強(qiáng)、加工誤差小的優(yōu)勢(shì)，在精密儀器、航天事業(yè)、模具等制造業(yè)的加工具領(lǐng)域有 非常廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。但以往多軸聯(lián)動(dòng)的高檔數(shù)控機(jī)床對(duì)曲線加工輪廓誤差的測(cè)量、補(bǔ)償 及控制存在以下問(wèn)題：
[0003] (1)以往多軸聯(lián)動(dòng)的高檔數(shù)控機(jī)床得機(jī)床結(jié)構(gòu)受絲杠間隙、導(dǎo)軌磨損等一般會(huì)產(chǎn) 生機(jī)床結(jié)構(gòu)誤差；驅(qū)動(dòng)器及控制器受外界的干擾一般會(huì)產(chǎn)生輪廓誤差，這類機(jī)床雖然是多 軸聯(lián)動(dòng)的高檔數(shù)控機(jī)床卻沒(méi)有相應(yīng)的誤差測(cè)量及補(bǔ)償裝置，一般由生產(chǎn)廠家提供用戶無(wú)法 模塊式組裝或改造；
[0004] (2)以往多軸聯(lián)動(dòng)的高檔數(shù)控機(jī)床，沒(méi)有專門處理輪廓誤差測(cè)量及補(bǔ)償?shù)男酒?專門燒制的程序，只是利用數(shù)控軟件程序在一定程度上消除小范圍誤差，但效果不理想；
[0005] (3)往多軸聯(lián)動(dòng)的高檔數(shù)控機(jī)床，沒(méi)有專門輪廓誤差仿真器，其輪廓誤差的測(cè)量精 度較低，插補(bǔ)控制精度不高，實(shí)用性不強(qiáng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明是為了克服上述不足，給出了一種曲線輪廓誤差測(cè)量及補(bǔ)償?shù)目刂葡到y(tǒng)。
[0007] 本發(fā)明進(jìn)一步限定的技術(shù)方案如下：
[0008] 本發(fā)明提供一種曲線輪廓誤差測(cè)量及補(bǔ)償?shù)目刂葡到y(tǒng)，包括數(shù)控PC機(jī)、曲線輪廓 誤差測(cè)量及補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)動(dòng)控制卡、驅(qū)動(dòng)模塊、電機(jī)模塊及位置檢測(cè)模塊。所述的數(shù)控PC機(jī)包 括具有曲線輪廓誤差補(bǔ)償功能的數(shù)控PC機(jī)、串口裝置、觸摸屏及PCI芯片；一端與觸摸屏相 連實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話，另一端通過(guò)PCI芯片通過(guò)PCI總線與曲線輪廓誤差測(cè)量及補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)動(dòng)控 制卡相連接，實(shí)現(xiàn)曲線輪廓誤差的測(cè)量及補(bǔ)償。
[0009] 所述的串口裝置包括串口設(shè)備和串口電路；所述的串口裝置通過(guò)通訊線與所述的 曲線輪廓誤差測(cè)量及補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)動(dòng)控制卡中的DSP模塊連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸與通信功能。
[0010] 具體地，所述的串口設(shè)備與曲線輪廓誤差仿真器相連，實(shí)現(xiàn)空間曲線及平面曲線 的仿真，曲線弓高誤差和輪廓誤差的仿真。
[0011] 所述的曲線輪廓誤差測(cè)量及補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)動(dòng)控制卡，包括PCI9025芯片、CPLD、通訊模 塊、DSP模塊、I/O擴(kuò)展功能模塊、D/A輸出模塊、曲線輪廓誤差測(cè)量及補(bǔ)償裝置所述的通訊 模塊采用RS482通訊線和光纖電纜線，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸及通訊。
[0012] 具體地，所述的CPLD采用MAX7000E芯片，使曲線輪廓誤差測(cè)量及補(bǔ)償?shù)目刂葡到y(tǒng) 斷電后編程信息不丟失，同時(shí)編程、簡(jiǎn)單靈活。
[0013] 所述的通訊模塊采用RS232通訊線，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸及通訊。
[0014] 所述的DSP模塊采用TMS320C543DSP芯片，所述的DSP模塊將所得到的插補(bǔ)位移 量轉(zhuǎn)換為脈沖信號(hào)送入所述的CPLD中實(shí)現(xiàn)插補(bǔ)脈沖量的控制。
[0015] 所述的I/O擴(kuò)展功能模塊包括存儲(chǔ)器；所述的存儲(chǔ)器包括SRAM和閃存存儲(chǔ)器，是 外圍存儲(chǔ)模塊；所述的SRAM存放曲線輪廓誤差測(cè)量及補(bǔ)償?shù)目刂频南到y(tǒng)程序；所述的閃存 存儲(chǔ)器存放經(jīng)曲線輪廓補(bǔ)償后的誤差補(bǔ)償信息，是外圍存儲(chǔ)模塊，其中存儲(chǔ)容量為16GB。
[0016] 所述的D/A轉(zhuǎn)化輸出模塊包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器和運(yùn)放電路，實(shí)現(xiàn)由數(shù)字量到模擬量的 轉(zhuǎn)化，達(dá)到數(shù)控機(jī)床曲線輪廓控制的要求；所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換器采用TI公司的32位單通道串 行電壓為IOV輸入型數(shù)模轉(zhuǎn)換器。
[0017] 所述的驅(qū)動(dòng)器包括X軸的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、y軸的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、z軸的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。
[0018] 具體地，所述的X軸的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器采用6SL3210-5CB08-4AA0的Sinamics V80驅(qū) 動(dòng)器，完成X軸的電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
[0019] 所述的y軸的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器采用6SL3210-5CB11-1AA0的Sinamics V80驅(qū)動(dòng)器，完 成y軸的電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
[0020] 所述的z軸的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器采用6SL3210-5CB12-0AA0的Sinamics V80驅(qū)動(dòng)器，完 成z軸的電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
[0021] 所述的電機(jī)模塊包括X軸伺服電機(jī)、y軸伺服電機(jī)、Z軸伺服電機(jī)，X軸、y軸、Z軸 的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床空間軸的運(yùn)動(dòng)。
[0022] 具體地，所述的X軸伺服電機(jī)采用1FL4021-0AF21-0AB0的Sinamics V80伺服驅(qū) 動(dòng)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)X軸伺服電機(jī)的運(yùn)動(dòng)。
[0023] 所述的y軸伺服電機(jī)采用1FL4032-0AF21-0AB0的Sinamics V80伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)， 實(shí)現(xiàn)y
[0024] 軸伺服電機(jī)的運(yùn)動(dòng)。
[0025] 所述的z軸伺服電機(jī)采用1FL4033-0AF21-0AB0的Sinamics V80伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)， 實(shí)現(xiàn)z軸伺服電機(jī)的運(yùn)動(dòng)。
[0026] 所述的位置檢測(cè)模塊包括脈沖編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器及光柵尺；用于精確檢測(cè)輪廓 誤差補(bǔ)償?shù)恼`差值及數(shù)控機(jī)床精確定位。
[0027] 所述的曲線輪廓誤差測(cè)量及補(bǔ)償裝置包括曲線輪廓誤差測(cè)量裝置、曲線輪廓誤差 補(bǔ)償裝置。
[0028] 具體地，所述的曲線輪廓誤差測(cè)量裝置包括曲線輪廓誤差測(cè)量?jī)x、接口電路、曲線 輪廓誤差測(cè)量?jī)x固定裝置及底盤；所述的曲線輪廓誤差測(cè)量包括儀傳感器、數(shù)顯裝置、鍵 盤、LCD顯示器、具有自動(dòng)處理功能的微星芯片；用于自動(dòng)測(cè)量曲線輪廓插補(bǔ)誤差。
[0029] 所述的曲線輪廓誤差補(bǔ)償裝置包括曲線輪廓誤差補(bǔ)償儀、接口電路、曲線輪廓誤 差補(bǔ)償儀的固定裝置；所述的曲線輪廓誤差補(bǔ)償儀包括內(nèi)置具有記憶功能微處理功能的芯 片、傳感器、接口電路；用于曲線輪廓誤差的自動(dòng)判斷及補(bǔ)償。
[0030] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性效果：
[0031] 1.本發(fā)明采用國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)接口及組合式模塊化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，包括數(shù)控PC 機(jī)、曲線輪廓誤差測(cè)量及補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)動(dòng)控制卡、驅(qū)動(dòng)模塊、電機(jī)模塊及位置檢測(cè)模塊，完成曲 線輪廓誤差的自動(dòng)測(cè)量及補(bǔ)償。
[0032] 2.本發(fā)明采用曲線輪廓誤差測(cè)量及補(bǔ)償裝置內(nèi)置曲線輪廓誤差測(cè)量?jī)x和曲線輪 廓誤差補(bǔ)償儀，所述的曲線輪廓誤差測(cè)量?jī)x具有自動(dòng)處理功能的微星芯片；具有自動(dòng)測(cè)量 曲線輪廓插補(bǔ)運(yùn)算能力和自動(dòng)處理信號(hào)的能力；所述的曲線輪廓誤差補(bǔ)償儀內(nèi)置具有記憶 功能微處理功能的芯片，芯片上燒制曲線輪廓誤差補(bǔ)償程序；可以曲線輪廓誤差的自動(dòng)判 斷及補(bǔ)償，具有自動(dòng)化控制能力強(qiáng)、輪廓誤差補(bǔ)償能力強(qiáng)的特點(diǎn)。
[0033] 3.本發(fā)明采用的曲線輪廓誤差測(cè)量及補(bǔ)償?shù)目刂葡到y(tǒng)，具有自動(dòng)測(cè)量和補(bǔ)償曲線 輪廓誤差的能力，效率高、適用性強(qiáng)，能方便使用在空間曲線及平面曲線插補(bǔ)輪廓誤差的控 制方面上，在其它的數(shù)控控制系統(tǒng)中具有很強(qiáng)的借鑒意義。
[0034] 4.本發(fā)明使用曲線輪廓誤差測(cè)量及補(bǔ)償?shù)目刂葡到y(tǒng)中仿真器仿真，仿真結(jié)果表明 進(jìn)行曲線輪廓誤差補(bǔ)償后，曲線弓高誤差和輪廓誤差明顯減小，輪廓誤差補(bǔ)償能力明顯增 強(qiáng)，誤差精度提尚。滿足尚速、尚精度，尚效率插補(bǔ)控制的目的。
[0035] 除了以上這些，本發(fā)明具有控制效率高及實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)，提高了數(shù)控系統(tǒng)的插 補(bǔ)精度，減少了曲線輪廓誤差、降低了成本低，能產(chǎn)生很好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
【附圖說(shuō)明】
[0036] 圖1為本發(fā)明所述的一種曲線輪廓誤差測(cè)量及補(bǔ)償?shù)目刂葡到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037] 圖2為本發(fā)明所述的曲線輪廓誤差測(cè)量及補(bǔ)償電路圖；
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