[01377512]基于PC104总线与Windows平台的系列多坐标数控系统的研制与应用

“基于PC104总线与Windows平台的系列多坐标数控系统的研制与应用”最初是为空间弧面凸轮加工目的而研制的，经过开发已在多种数控系统中获得应用。　　1、课题深入研究了空间弧面凸轮机构的啮合原理和展成加工方法，深入研究了空间弧面凸轮的加工工艺，为CNC系统、APT系统和加工机床的研制创造了条件；　　2、课题深入研究了在Windows98下高精度实时中断控制技术，采用VxD技术在Windows98的核心层ring0下设计了实时控制程序，突破了Windows98对底层中断屏蔽的限制，研制完成了基于Windows98的具有强实时性能的五坐标联动空间弧面凸轮加工数控系统。研制的数控系统主机采用工业PC控制机，是一种基于PC的开放式结构计算机数控系统，其硬件接口电路为自行设计的控制卡；数控系统软件采用前后台程序结构，后台程序采用Delphi语言设计，主要完成程序编辑、加工轨迹动态显示、坐标动态显示、加工程序动态显示、控制操作等功能；前台程序采用VC语言设计，为虚拟设备驱动(VxD)程序，主要完成插补运算、升降速控制、接口电路控制等功能。前后台程序之间通过通讯实现数据、命令与状态等的传输与交换。　　3、研制了具有自动编程和模拟仿真功能的空间弧面凸轮加工数控自动编程软件(APT)，实现了各种空间弧面凸轮数控加工程序的自动编制；自动编程系统采用Delphi语言设计，只要输入规定的参数，编程系统在几秒种内就可以自动完成数据的运算与加工程序的编制。同时自动编程系统还可以对自动编制的程序进行编辑和模拟仿真。　　4、研制了适用于空间弧面凸轮加工的五坐标联动数控机床。机床具有高的加工精度和加工效率，具有很高的自动化程度。数控机床的性能参数如下：　　1)、具有五坐标联动功能；　　2)、一次装夹即可完成粗加工与精加工的全过程；　　3)、A、B两轴的脉冲当量为1/400°，X、Y、Z三轴的脉冲当量为0.005mm；　　4)、具有反向间隙补偿与传动误差补偿功能；　　5)、系统的定位精度X、Y、Z三轴为0.003mm；A、B两轴为1/600°；　　6)、操作界面友好、操作使用方便。　　与众多的分度机构相比，空间弧面凸轮分度机构由于体积小、结构紧凑、噪音低、分度精度高、不会产生累积误差、高速性能好、定位时自锁、传递扭矩大、滚动磨擦磨耗少、寿命长等显著优点，被广泛应用于各种化工、制药、造纸、包装、印刷、灯泡、烟草、灌装成型、玻璃陶瓷、机床加工中心等各种自动化机械中。但由于空间弧面凸轮的啮合面是一种空间不可展的复杂曲面，加工十分困难，高质量的空间弧面凸轮长期以来主要依赖于进口，因而限制了我国自动机械的发展。空间弧面凸轮加工数控系统、编程系统与机床的研制，为空间弧面凸轮的加工提供了一种投资少、加工精度高、自动化程度高和加工效率高的加工设备，它的应用与推广具有巨大的社会效益与经济效益。