一种基于运动控制卡的磨辊加工数控专用机床

　　小麦加工成面粉的历史，可以追溯到几千年以前，随着人类社会的进步，出现了代替人工的动力制粉，辊式磨粉机的出现大大提高 了加工效率，而磨辊的特性直接影响着成品面粉的质量。本文旨在介绍一种用于加工磨辊的专用机床。

　　1 工艺要求

　　磨辊的表面接近水平地均匀分布着横向的凹槽，两个凹槽之间形成一条丝，一周的丝数从几百到一千不等，凹槽与水平方向有微小的夹角，因此凹槽的几何结构严格 说来是一种螺旋结构，是磨辊的水平移动和转动同时运动的结果，其加工称为拉丝过程。当磨辊的磨损达到一定程度时，需要重新加工凹槽，因此要利用砂轮对磨辊 先进行磨光，去掉凹槽，称为磨光过程。另外，操作人员可以通过输入参数调整一周的丝数，对现场的电机进行起停，故障时自动切断电源，急停等。

　　2 设计分析

　　该工艺属于多轴同时运动的过程，其中拉丝过程中凹槽的水平方向和转动的同时运动需要两个坐标轴的联动，也称作电子齿轮运动方式。传统的 基于DI/DO 的板卡没有此功能，需要在程序中加入插补算法实现，使程序变得复杂，另外，传统的DI/DO 板卡的主要功能是基于数字量的实现，对于速度控制、点对点的控制等功能没有现成的算法，因此加大了软件的工作量及系统的负担，造成系统的不稳定。因此，我 们选用美国GALIL 公司DMC-1842 四轴运动控制卡。运动控制卡在数控机床、机器人控制等领域具有广泛的应用[2][3]，目前主要厂商是国外公司，随着控制卡的普及和应用，国内有关研究机 构也在开发自己的控制卡产品[4]。GALIL 公司的DMC-1842 运动控制卡具有PCI 总线结构，是美国Galil 公司专为低成本应用领域而设计。它采用32 位微处理器，可控制1-4 轴，其本身已经具有多轴直线插补、圆弧插补、轮廓控制、电子齿轮和电子凸轮等功能，板上有2Mflash 可擦写存储器及2M RAM，可存储用户程序、数量、数组和控制程序，并可脱机运行。该卡提供C++、VB 编程接口。另外，该卡还有8 路通用输入和输出，可用于现场电机的控制、急停、故障报警等[5]。另外，由于磨光操作需要较高的精度，而机床本身由于机械的原因，存在着运动间隙，因 此，砂轮轴的运动检测采用光栅尺，产生闭环反馈信号，以保证磨光的精度。

　　3 数控拉丝机的结构：

　　该机床由Z、C、X1、X2 四个轴组成，如图1 所示，其中Z 轴用作磨辊的水平移动，C轴用于磨辊的旋转运动，X1 轴是刀具轴，X2 轴是砂轮轴，用于把毛坯的辊子经过粗磨，精磨，加工成为符合要求的待加工磨辊。