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結 論
加工中心的發(fā)展是衡量一個國家*制造業(yè)發(fā)展的重要標志。本文在深入研 宄國內外數(shù)控系統(tǒng)的基礎上，根據(jù)TX1600G鏜銑加工中心的機械結構特點，采用 了 “NC+PC”型開放式數(shù)控系統(tǒng)，設計了一套多軸多通道的基于UMAC運動控制 器的開放式數(shù)控系統(tǒng)。該數(shù)控系統(tǒng)具備機床基本功能，并添加了補償功能，進行 了 PID調節(jié)，對提高加工中心的精度和效率具有重要的意義。其論文主要完成了 如下內容：
1.根據(jù)加工中心的特點，選用多通道控制的UMAC運動控制器為下位機， 進行邏輯控制和執(zhí)行運動程序。以工控機為上位機開發(fā)系統(tǒng)人機界面，對系統(tǒng)進 行非實時管理，如程序的編輯、參數(shù)設置、對刀等。以Wmdows系統(tǒng)為開發(fā)平臺， 采用模塊化方法開發(fā)人機界面，并通過試驗臺對該人機界面調試運行，驗證了人 機界面有效可行。
2.根據(jù)鏜銑加工中心的功能需求，設計并配置了系統(tǒng)硬件結構，如根據(jù)需求 選擇了 UMAC的軸卡，I/O卡及其他附件卡，經(jīng)計算選擇了伺服電機。根據(jù)手輪 的控制原理，設計了基于UMAC的手輪功能，編寫了手輪控制程序，并在試驗臺 上進行調試運行。根據(jù)機床需要編寫了 PLC控制程序和機床代碼子程序，實現(xiàn)了 機床的邏輯控制和運動控制。
3.針對TX1600G鏜銑加工中心滑枕的撓度變形的問題，進行了有限元分析， 根據(jù)得到的變形量，利用UMAC提供的一維位置補償功能，建立了適合加工中心 的撓度補償，并設計了修改撓度補償量的界面，通過修改補償量界面，可修改撓 度補償量，提高了數(shù)控系統(tǒng)的開放性。后經(jīng)試驗臺運行調試后證明，該方法可 行，且操作簡單、響應速度快。
4.針對鏜銑加工中心高精度，穩(wěn)定性好的要求，控制系統(tǒng)采用了全閉環(huán)控制。 分析UMAC提供的“PID反饋+前饋+陷波濾波器”控制算法，根據(jù)控制原理調整 了 PID參數(shù)，減小了系統(tǒng)的跟隨誤差和滯后性，使得系統(tǒng)響應比較接近理想狀態(tài)， 從而提高了系統(tǒng)的響應速度與控制精度。
從當前的研宄成果來看，鏜銑加工中心數(shù)控系統(tǒng)還需要進一步的完善，需要做以下幾項:
1.鏜銑加工中心采用了 “UMAC+IPC”模式的數(shù)控系統(tǒng)，由于時間有限， 課題中應用和開發(fā)了 UMAC的部分功能，通過編寫人機界面，實現(xiàn)了數(shù)控系統(tǒng)的 基本功能。為了滿足用戶更高的需求，需要深入研宄UMAC的功能和數(shù)控系統(tǒng)的 控制功能，在數(shù)控系統(tǒng)中添加更多的功能模塊。
2.數(shù)控系統(tǒng)能夠實現(xiàn)操作者檢驗程序并實時觀察零件加工的進度，在系統(tǒng)中 添加三維實體動態(tài)刀具軌跡顯示功能。用戶利用刀具軌跡顯示功能觀察機床加工 進度，并可以校驗程序，實現(xiàn)加工過程可視化。