[发明专利]一种宏微结合的多精度智能数控系统

说明书

本发明提供了一种宏微结合的多精度智能数控系统，包括POWER PMAC多轴运动控制系统、运行于工业计算机内的智能数控软件系统、精密位置测量系统、微动台进给控制系统、宏动伺服驱动系统、主轴控制系统。本发明由于是以POWER PMAC运动控制器和工业计算机为核心构建的控制系统，自动化程度高，易于扩展。可以根据不同的加工零件选择不同的加工控制与检测系统，可以实现普通精度加工，超精密小行程加工，以及大行程范围内的超精密加工。由于宏微结合车床将车床和铣床工结合在一起，将多种加工精度结合在一起，将多种加工零件尺度结合在一起，可以大大提高精密零件的加工精度，以及大尺寸零件的加工精度。

技术领域

本发明属于数控系统技术领域，尤其是涉及一种宏微结合的多精度智能数控系统。

背景技术

伴随着科学技术的发展，在高新技术行业特别是航空航天，国防工业等行业内，高精度微小零件的需求越来越大。传统的车床和现有数控车床很难实现对工件的微米级别的高精度加工。宏微结合技术的思想是宏观大行程精密运动由传统滚珠丝杠驱动实现，微观小行程超精密运动由直线电机微动台实现，宏观大行程与微观小行程有机结合，进而实现大距离范围内的超精密进给加工，称之为宏微结合。近几年宏微结合技术在光学工程、生物工程等领域的成功应用，体现了宏微结合技术先进性和实用性。数控机床领域，宏微结合技术并没用被广泛应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种宏微结合的多精度智能数控系统，以解决高精密机床加工过程中大行程与超精密加工难以同时实现的难题，实现了对中型到微小零件尺度范围内的超精密精度加工。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种宏微结合的多精度智能数控系统，包括POWER PMAC多轴运动控制系统、运行于工业计算机内的智能数控软件系统、精密位置测量系统、微动台进给控制系统、宏动伺服驱动系统、主轴控制系统；

所述POWER PMAC多轴运动控制系统用于根据智能数控软件系统发出的运动指令，对各个轴实施进给运动控制，实现微动平台和宏动平台的运动指令的输出与控制；

所述工业计算机通过以太网同POWER PMAC多轴运动控制系统进行实时通讯，所述智能数控软件系统使用工业计算机配置的输入输出接口将为所加工零件编制的数控程序进行读取与编辑，实现机床各个功能系统的统筹运动与功能分配；

所述精密位置测量系统包括机内检测系统和机外检测系统；所述机内检测系统连接POWER PMAC多轴运动控制系统，为宏微结合的控制提供实时的补偿参考数据；所述机外检测系统连接智能数控软件系统，实现控制微动台进给控制系统进行运动补偿；

所述微动台进给控制系统通过通讯电缆与POWER PMAC多轴运动控制系统连接，接收由POWER PMAC多轴运动控制系统发出的运动控制系统在微米范围内进行补偿运动；

所述宏动伺服驱动系统通过工业以太网总线与POWER PMAC多轴运动控制系统实现实时通讯；

所述主轴控制系统在POWER PMAC多轴运动控制系统和智能数控软件系统联合控制下实现对工件的微米级高精度加工。

在上述技术方案中，所述POWER PMAC多轴运动控制系统包括电源模块、通讯模块、CPU模块、轴控制模块、数字/模拟量输入输出模块、检测元件接口模块；

所述电源模块将220V电源转换成POWER PMAC多轴运动控制系统运行所需要的各种电压与电流；

所述CPU模块用于完成各个模块协同运作的通讯与数据计算；

所述通讯模块用于与外围设备进行数据交换；

所述数字/模拟量输入输出模块用于通过各个不同类型的接口来接收或者是发送数字与模拟量信号，完成与机床外围相关元器件的PLC控制指令实施与信号交换；