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雕銑機(jī)是數(shù)控技術(shù)與雕刻、銑削工藝相結(jié)合的產(chǎn)品。雕銑機(jī)機(jī)包括機(jī)械部分、步進(jìn)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)電路、軟件控制等幾個(gè)重要的組成部分。本系統(tǒng)采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠帶動(dòng)各軸運(yùn)動(dòng)，成“雕”、“切”、“鉆”、“銑”工作。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，精度高，剛性好。能滿足教學(xué)和市場(chǎng)需求。雕銑機(jī)機(jī)集雕刻、銑削、鉆孔為一體，克服了數(shù)控雕刻機(jī)不能銑、鉆，數(shù)控銑床不能雕刻的缺點(diǎn)，廣泛的用于各種材料的文字雕刻、藝術(shù)浮雕、印刷電路板制作、個(gè)性印章銘牌制作及小型模具加工（如塑料模、沖壓模、紐扣模、五金模、玻璃模）和精密鉆孔…。目前，雖然雕銑機(jī)機(jī)的技術(shù)已經(jīng)比較成熟，生產(chǎn)的產(chǎn)品性能趨于穩(wěn)定。但是大都體積龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，有些方面不太適應(yīng)高校的教學(xué)特點(diǎn)。另外，高校教育經(jīng)費(fèi)緊張是一個(gè)共性問(wèn)題，為滿足高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要，節(jié)約教育經(jīng)費(fèi)。經(jīng)多方調(diào)研論證，我們對(duì)教學(xué)用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控雕刻機(jī)進(jìn)行研制，經(jīng)在實(shí)踐教學(xué)中使用，學(xué)生反應(yīng)良好，填補(bǔ)了我?？瞻祝_(tái)機(jī)器不足市場(chǎng)價(jià)格的15，解決了學(xué)校經(jīng)費(fèi)不足的矛盾。雕銑機(jī)分立式和臥式兩種。本方案選用立式。機(jī)架采用槽剛焊接，剛性較好。立柱固定，高速雕銑頭完成雕銑工作，并隨X軸和Z軸作橫向移動(dòng)和上下移動(dòng)，工作臺(tái)作l，軸縱向移動(dòng)。如圖l所示，該結(jié)構(gòu)體積較小，剛性較好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，成本較低，能完成各種材料和復(fù)雜形狀零件的雕銑工作。步進(jìn)電機(jī)通過(guò)連軸器帶動(dòng)滾珠絲杠副運(yùn)動(dòng)；采用滑動(dòng)圓導(dǎo)軌支承。圓導(dǎo)軌導(dǎo)向平穩(wěn)，導(dǎo)向精度高，不易積存切屑，每軸配正負(fù)限位開(kāi)關(guān)和光柵尺，以提高機(jī)床的控制精度和安全可靠性。雕銑機(jī)的硬件設(shè)計(jì)主要包括主控系統(tǒng)，主軸電動(dòng)機(jī)控制方案設(shè)計(jì)，伺服驅(qū)動(dòng)控制方案設(shè)計(jì)，傳感器設(shè)計(jì)和通訊接口方案設(shè)計(jì)。

雕銑機(jī)數(shù)控系統(tǒng)是完全PC型，既以軟件為主的數(shù)控系統(tǒng)。系統(tǒng)的管理和運(yùn)動(dòng)控制程序全部基于PC資源個(gè)體結(jié)構(gòu)，完全PC型數(shù)控系統(tǒng)以應(yīng)用軟件的形式實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制。CNC功能全部由應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)。而硬件部分僅是計(jì)算機(jī)與伺服驅(qū)動(dòng)和外部l／O之間的標(biāo)準(zhǔn)化接口，具有更好的開(kāi)放性，能實(shí)現(xiàn)NC內(nèi)核的開(kāi)放，用戶界面的開(kāi)放。采用完全PC型數(shù)控體系結(jié)構(gòu)，可以簡(jiǎn)化硬件結(jié)構(gòu)，依靠和發(fā)揮軟件技術(shù)優(yōu)勢(shì)，提高系統(tǒng)性能，降低成本等。雕銑機(jī)采用聯(lián)想開(kāi)天2800商用機(jī)。主控部分采用845GL主板，利用PC機(jī)并行接口通過(guò)硬件電路來(lái)完成PC機(jī)與雕銑機(jī)之間的控制和通訊。雕銑機(jī)機(jī)械本體由我校自己設(shè)計(jì)，并采用SolidEdge優(yōu)化設(shè)計(jì)，并委托校工程訓(xùn)練中心加工組裝。機(jī)床采用立式結(jié)構(gòu)，三軸聯(lián)動(dòng)，用高性能的變頻器來(lái)控制主軸電機(jī)。更高轉(zhuǎn)速為28000rmin大大提高其切削性能，每軸均配有正負(fù)限位開(kāi)關(guān)和光柵尺，以提高機(jī)床的控制精度和安全性。并行通信要將計(jì)算機(jī)中的需要雕刻的圖形數(shù)據(jù)傳到雕刻機(jī)中，就需要進(jìn)行計(jì)算機(jī)與雕刻機(jī)之間的通訊。目前雕銑機(jī)中常用的通訊接口主要有并行接口和串行接口。由于并行口功能簡(jiǎn)單，易于管理，所以利用并行口開(kāi)發(fā)專用測(cè)試與控制系統(tǒng)非常普遍，如簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)采集、連網(wǎng)控制、打印共享等。因此，雕銑機(jī)采用并行接口。系統(tǒng)硬件充分利用計(jì)算機(jī)并口的系統(tǒng)資源，將并行端口內(nèi)部的數(shù)據(jù)寄存器、狀態(tài)寄存器、控制寄存器作為數(shù)據(jù)的輸入、輸出端口。并口使用的系統(tǒng)資源不能與包括別的并口在內(nèi)的其他系統(tǒng)組件所占用的源相沖突。每個(gè)接口占用一個(gè)地址段，可以配置IRQ（中斷請(qǐng)求）等級(jí)或DMA通道。標(biāo)準(zhǔn)并行接口使用三個(gè)連續(xù)地址，即：3BCh，3BDh，3BEh。其中，個(gè)地址是接口的基地址，也稱為數(shù)據(jù)寄存器地址或接口地址；di二個(gè)地址為接口的狀態(tài)寄存器地址；第三個(gè)是控制寄存器地址。在早期的PC機(jī)中，并口基地址是3BCh，新型系統(tǒng)采用378h作為基地址。系統(tǒng)為并口保留了上述的三組地址，只要并口硬件兼容，可將它配置到其中任何一個(gè)地址域。大多數(shù)并口都可以檢測(cè)來(lái)自外設(shè)的中斷信號(hào)。外設(shè)可以通過(guò)使用中斷信號(hào)，通知PC機(jī)它已做好了接收或發(fā)送一個(gè)字節(jié)的準(zhǔn)備。要使用中斷，首先要為并口配置中斷請(qǐng)求優(yōu)先級(jí)(IRQ)‘引。ECP采用直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)(DMA，DirectMemoryAccess)方式進(jìn)行并口的數(shù)據(jù)傳輸。在DMA傳輸過(guò)程中，CPU可處理其他工作，從而提高總體效率。要使用DMA方式，必須為并口配置O~3個(gè)DMA通道。

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