基于运动控制器的激光冲击强化数控系统开发

　　1.2 机械本体结构概述

图2：系统机械本体结构示意图

　　数控系统的机械本体采用龙门式结构，共有四个传动轴，分别为X轴、Y轴、Z轴和R轴。X轴、Y轴和Z轴通过伺服电机连接丝杠驱动，可以实现三轴联动，其行程分别为800mm、600mm和400mm.。转轴由伺服电机经减速器减速来驱动，可连续运动，承重10kg。工作台面为一水池，水作为冲击强化的约束介质。在实际工作中，可以利用转台装夹工件(如叶片)通过工作台运动实现不同部位的强化，也可以通过运动轴上的反射镜实现光斑的移动，从而实现双工作方式。

　　1.3 控制系统硬件结构

　　该激光冲击强化数控系统采用工业PC机为基础，在工控机主板上的PCI扩展槽插上DMC1842多轴运动控制器，形成该系统的控制中心。工控机上的 CPU与运动控制器上的CPU构成主从式双微处理器结构，两个CPU各自实现相应的功能，其中DMC1842主要完成机床四轴的运动控制和相关开关量的输入输出控制。工控机则实现整个系统的管理功能。数控系统的硬件框图如图3所示。其中，PICM2900互联模块将控制器电缆转换成插线端子方式。

图3：系统硬件框图

2 软件开发

　　系统采用Visual Basic语言与Galil卡自身的语言综合开发。其中，VB主要用于界面设计、初始化及参数设置、指令转换以及和运动控制卡的通讯[4]。整个系统能实现的功能主要有：ISO标准G指令编程、圆弧与直线插补、运动路径的演示、故障监控与显示以及各个坐标值的实时显示等。

　　两种语言的合理运用，使得编程变得简单。例如，X轴以JOG方式运动，用两个按钮分别控制该轴启动与停止。相应的初始化完成后，程序如下：

　　Private Sub Command1_Click() ’X轴启动

　　Command1.SetFocus

　　DMCShell1.Command = "JG10000;"

　　DMCShell1.Command = "BGX"

　　End Sub

　　Private Sub Command2_Click() ’停止运动

　　Command2.SetFocus

　　DMCShell1.Command = "STX"

　　End Sub

3 结论

　　本文提出的系统控制方案中，由于采用了基于工业PC机的控制平台，并结合了Galil运动控制器良好的控制性能，使系统具有较强的开放性和可扩充性，人机界面友好。系统硬件具有较强的稳定性、实时性，可靠性好，运行速度快，控制精度高。