超精密力位混合数控系统的制作方法

技术特征：
1.一种超精密力位混合数控系统，由硬件部分和软件部分组成，适用于t3构型超精密磨床，并与超精密磨床的伺服驱动系统进行数据通信及控制，配备弧面砂轮，由于磨削点在砂轮曲面上的移动形成两个虚拟轴，所述数控系统可实现三轴替代五轴进行自由曲面少轴弧面磨削，少轴弧面磨削通常采用倾斜弧面砂轮，通过更改相对坐标系的原点和转角，保存并激活相对坐标系后，软件部分可实现任意轴倾角下磨削过程的运动控制，根据三维力传感器测量的磨削力，软件部分可实时调整磨削参数，实现磨削力可控功能，降低磨削过程中对工件造成的表面损伤。2.根据权利要求1所述的超精密力位混合数控系统，其特征在于，包括一个三维力传感器，安置于工件下方，实时测量磨削力，作为反馈实现磨削力的在线控制。3.根据权利要求1所述的超精密力位混合数控系统，其特征在于，包括一个数据集采集卡，采集三维力传感器输出信号。4.根据权利要求1所述的超精密力位混合数控系统，其特征在于，包括一个主处理器，作为通用计算机开发平台，装载多种应用程序和数控系统软件部分，增加系统的可拓展性并大幅度提高系统的运算能力；另一个为运动控制处理器，用于执行数字控制过程的数据处理，提供运动规划、多轴插补、连续插补、电子齿轮和电子凸轮、比较输出等功能，完成解释、插补和位置控制等实时任务。5.根据权利要求1所述的超精密力位混合数控系统，其特征在于，主处理器包含有网络接口、usb接口、硬盘、存储器和键盘。6.根据权利要求4至5所述的超精密力位混合数控系统，其特征在于，主处理器可以是通用工业微机，具有计算机的所有外设接口，可工作于windows等操作系统，提供用户操作界面、网络通信、数据处理和文件管理等功能，继承通用计算机开发平台及其丰富的软件资源有利于系统的升级换代，更有利于提高开发速度。7.根据权利要求4所述的超精密力位混合数控系统，其特征在于，运动控制处理器包含有存储器和多个外设接口，并包含多个数字量输入输出和模拟量输入输出接口、plc逻辑控制功能、mc运动控制功能和hmi人机交互接口，是一个标准、开放的开发平台，具有极强的兼容性。8.根据权利要求4至7所述的超精密力位混合数控系统，其特征在于，主处理器和运动控制处理器之间通过工业以太网相连接，提高系统的网络化通信能力。9.根据权利要求1所述的超精密力位混合数控系统，其特征在于，三个进给轴伺服驱动单元通过rs485和运动控制处理器相连接，形成串联结构，用以驱动x/y/z轴直线电机运动。10.根据权利要求1所述的超精密力位混合数控系统，其特征在于，主轴变频器和运动控制处理器的输入输出模块相连接，用以控制主轴的转速和转向。11.根据权利要求1所述的超精密力位混合数控系统，其特征在于，修整砂轮变频器与运动控制处理器的输入输出模块相连接，用以控制砂轮修整过程中修整砂轮的转速与转向。12.根据权利要求1所述的超精密力位混合数控系统，其特征在于，手摇脉冲发生器通过输入输出模块和运动控制处理器相连接，实现对x/y/z轴的手动微调，根据权利要求1所述的超精密力位混合数控系统，其特征在于，三个光栅尺位移传感器通过输入输出模块和运动控制处理器相连接，实现对x/y/z轴的精准定位。
13.根据权利要求1所述的超精密力位混合数控系统，其特征在于，主处理器包含显示器接口，外接显示设备，主处理器搭载软件部分，即显示操作单元，为用户提供可视化操作界面。14.根据权利要求1所述的超精密力位混合数控系统，其特征在于，显示操作单元可显示主轴位置、系统时间、运行时间、主处理器与运动控制处理器连接状态以及当前所选坐标系。15.根据权利要求1所述的超精密力位混合数控系统，其特征在于，显示操作单元可刷新并显示辅助设备工作状态，包括气泵、冷却液泵、油泵和电机等设备。16.根据权利要求1所述的超精密力位混合数控系统，其特征在于，显示操作单元可实现系统的使能、断使能和紧急抱闸功能。17.根据权利要求1所述的超精密力位混合数控系统，其特征在于，显示操作单元可修改当前坐标系原点以及坐标轴方向，并保存激活该坐标系。18.根据权利要求9所述的超精密力位混合数控系统，其特征在于，显示操作单元可通过加载程序或者轨迹文件等控制x/y/z轴移动。19.根据权利要求10所述的超精密力位混合数控系统，其特征在于，显示操作单元可修改相关参数控制主轴转速和转向。20.根据权利要求11所述的超精密力位混合数控系统，其特征在于，显示操作单元可通过设置相关参数同时控制修整砂轮转速和转向以及x/y/z轴移动实现修整砂轮的目的。21.根据权利要求12所述的超精密力位混合数控系统，其特征在于，显示操作单元可切换移动模式，通过手摇脉冲发生器对x/y/z轴进行手动微调。22.根据权利要求1所述的超精密力位混合数控系统，其特征在于，显示操作单元可以更新相对坐标系的原点和夹角，保存并激活相对坐标系后，软件部分可实现任意轴倾角下磨削过程的运动控制。23.根据权利要求1所述的超精密力位混合数控系统，其特征在于，根据三维力传感器测量的磨削力，软件部分可实时调整磨削参数，实现磨削力可控功能。24.根据权利要求1所述的超精密力位混合数控系统，其特征在于，包含紧急制动按钮，实现危险情况下的紧急抱闸，确保人身和设备安全。

技术总结
本发明涉及一种超精密力位混合数控系统，适用于T3构型超精密自由曲面磨床，并与超精密磨床伺服驱动系统进行数据通信。配备弧面砂轮，所述数控系统可实现三轴替代五轴进行自由曲面的少轴弧面磨削。所述数控系统包括软件和硬件两部分。更改相对坐标系，软件部分可实现任意轴倾角的磨削运动控制；根据三维力传感器测量的磨削力，软件部分实时调整进给速度，实现磨削力在线控制，降低亚表面损伤。硬件部分包含主处理器和运动控制处理器。主处理器作为开发平台，装载多种应用程序和数控系统的软件部分；运动控制处理器用于执行解释、插补和位置控制的实时任务；两者通过工业以太网相连接。获得高精度面型的同时降低亚表面损伤。获得高精度面型的同时降低亚表面损伤。获得高精度面型的同时降低亚表面损伤。


技术研发人员：殷跃红 赵雨阳 徐俊东
受保护的技术使用者：上海交震智能科技有限公司
技术研发日：2021.01.16
技术公布日：2022/7/29