技术详情
1.数控系统体系结构,该系统采用IPC+嵌入式系统结构,IPC和嵌入式系统采用总线连接,
系统与伺服及IO采用 CASNET总线连接；
2.前瞻控制技术,采用曲线对微小线段进行拟合,之后再进行插补,解决了微小线段的加工问题,提高了效率和精度；
3.数控系统伺服总线协议，该协议采用以太网接口,对MAC层进行修改,得到实时MAC
实现总线的实时性;
4.数控系统可靠性技术。针对数控系统可靠性低的特点,提出系统解决可靠性技术的方案,
实现并验证系统可靠性指标。
案例描述
研究高档数控系统的核心技术,提出相关的技术标准及协议5项以上,申请软件著作权3项
以上,专利2项以上,EI/SCI论文4篇以上;完成高档数控系统的研究与开发并实现产业化。
具体指标如下:
1.高档数控系统技术标准及协议
制订高档数控系统核心标准协议3项以上:包括高档数控系统技术规范、数控系统通信总线标准、高档数控系统人机接口标准。
制订高档数控系统标准2项以上:包括高档数控系统产品标准、高档数控系统可靠性试验标准。
2.数控系统的主要技术指标
最小插补周期0.125ms;
高速超前预处理算法,前瞻段数2500
程序段处理速度7200段/秒
最小分辨率1nm
8个控制通道,每通道最大8轴联动;
具有 SERCOS和 CASNET现场总线伺服接口;
五轴联动加工中心、精密数控车床、车削中心等数控系统;
具有样条插补功能: Nurbs插补、三次样条插补；
柔性加减速:S型加减速、平滑S型加减速；
MTBF(平均无故障时间)达到2000小时。
研究内容
1.高档数控系统体系结构；
2.高速、高精轮廓控制技术:高速程序预处理技术、柔性加减速控制、前瞻控制；
3.多通道控制技术、多轴联动控制技术、多通道及复合加工技术；
4.纳米级高精度插补技术
5.样条插补技术
6.空间刀补算法、旋转刀具中心编程技术；
7.数控系统现场总线协议；
8.双轴同步驱动技术
9.机床几何误差、热变形、动态误差补偿功能、智能故障检测技术；
10.高档数控系统可靠性技术。
技术方案：
系统的硬件结构,采用IPC+嵌入式系统构成,IPC负责人机界面、编程、数据处理、运
动控制等任务；嵌入式系统完成PLC控制功能、轴控制等数控系统的核心任务。输入输岀单元、主轴单元、伺服驱动通过 CASNET(CASNET是航天数控自主研发的一种伺服总线协议)或SERCOS与嵌入式系统相连。
软件平台,采用开放源码的 RT-Linux(IPC)+μC/OS-II(μCOS是一款公开源代码的免费实时内核,具有代码小、可移植、强实时性等突出优点,在工业控制领域已得到了广泛的应用)。RT-Linux运行在IPC上,μC/OS-II运行在嵌入式系统上。RT-Linux负责系统的业务处理,如人机界面、运动控制、运动学组件、任务管理等、μC/OS-II运行逻辑控制和轴控制。采用组件实现系统的开放性。
