PMAC-PC下零件圆度误差的在线测量

　　0 引 言

　　随着精密加工水平的日益提高,精密加工设备与测试仪器的界限越来越不明显.对于超精密加工来说,在线检测显得尤为重要[1].

　　在制造业中,质量保证的理想目标是实行生产的零废品制造.因此,精密测试技术的作用和重要意义是不言而喻的.实现零废品的生产,从测试的角度出发,应该对工件进行在线测量或对工件进行100%检测,这就需要研究适合于动态或准动态的测试设备,甚至能集成到加工设备中去.计算机数控(CNC)诞生于20世纪70年代初,随着计算机技术的发展和微处理器的采用,CNC得到了飞速的发展和广泛的应用.基于个人计算机(PC)的开放式数控系统(PCNC)是CNC发展的新动向.在精度要求不特别高的情况下,利用数控机床的机械本体和数控系统,并配置上相应的数字化采集硬件和计算机软件,构成数控测量系统,达到投资少、见效快、事半功倍的效果.该测量系统的测量和加工可以在同一台设备上完成,属于在线测量系统.笔者设计集成了一套零件外圆表面磨削在线测量及加工系统.利用PMAC为用户提供PCOMM动态链接库完成上位机同PMAC之间的连接,通过多媒体定时器技术解决实时数据采集的问题,用双缓冲区技术解决了数据采集的海量存储问题.使用多线程技术完成了数据采集及数据上载及显示功能.并在以上技术的基础上完成了上位机测控系统软、硬件设计,实现零件圆度误差的在线测量.

　　1 精密加工测控系统硬件设计

　　精密加工测量控制系统以工业控制机(IPC)平台为基础,PMAC多轴运动控制器为测量及运动控制核心.工控机CPU与PMAC的CPU(DSP56001)构成上下位机的结构,两个CPU各自完成相应的任务.

　　PC机上的CPU与PMAC卡的CPU构成主从式双微处理器结构[2],其中PC机作为PMAC的上位机,提供Windows平台及人机操作界面,完成系统初始化、零件的测量值与运动信息的实时显示等.下位机PMAC多轴运动控制器将机床的在线测量单元,横纵向进给单元,砂轮主轴单元,位置检测单元以及其他附件有机的联结起来,使该磨床成为一个真正意义上的开放式平台.下位PMAC多轴运动控制器主要完成负载在X、Y两轴的运动控制,包括插补运算、伺服驱动、程序解释以及高速数据采集等实时性任务.PMAC插在工控机的ISA插槽中,并由动态链接库驱动[3,4].

　　整个系统硬件部分由图1所示,其中控制部分主要由PC机、PMAC多轴控制器、PMAC接线板ACC-8P、增量式编码器以及交流伺服系统、变频器、直线电机、高速电主轴等组成;测量部分由美国本特里生产的电涡流传感器系统,A/D板等组成.上下位机间通过双口RAM进行高速数据交换.

　　2 上位机圆度误差测量软件设计