天津大学硕士学位论文数控机床驱动系统分析及步进电机驱动系统设计姓名：王超申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：刘鲁源20040601中_交摘要中文摘要本文分析了数控技术的发展，并以北京机电研究院生产的VMC-1000C立式加工中心(配FANUCOi)为例，具体分析了该加工中心主轴的与伺服系统的驱动与控制。为数控机床电气故障的诊断和维修提供了依据。通过数控机床的驱动控制系统分析，结合生产实际，采用二相棍合式步进电机的细分技术实现了对机床第四轴的扩展。建立了基于电流矢量恒幅均匀旋转的细分控制策略。从软件工程的角度分析了第四轴驱动控制方案及设计思想，采用索引法查表，提高了查表速度。以单片机AT89C51为核心具体实现了步进电机的细分控制。本方案消除了电机的低频振荡，提高了电机的输出转矩、分辨率和步距的均匀度，解决了步进电机高精度细分的技术难题，达到微步距角为2“的水平。现有的机械加工大多采用单机加工方式，设备利用率低。为此本文通过工业现场总线CANbus实现异构机床的集成，由硬件完成通信协议的转换和接口匹配，通信协议的转换程序完全可由软件实现。通过软插件技术实现异构数控系统通信。基于B/S模式建立远程加工Web，用户能在任一台PC机上通过Web浏览器显示和提交加工程序。为了充分利用现有机床特建立实验室局域网，可通过共享或登录远程加工Web实现数控加工的建模、生成数控程序、传递加工程序和机床自动加工关键词:数控系统矢量变换步进电机细分技术局域网AbstractAbstractThethesismakesandetailedanalysisofthedevelopmentoftheNC(numericalcontrolled)system.TakingVMC-I000Cverticalmachiningcenter(FANUCOi)producedbyBeijingmechanicalandelectricalacademeasanexample,thewriteranalyzesthedriveandcontrolofitsmainshaft,feedingsystem,whichprovidesthetheoreticalbasisforthediagnoseandmaintenanceoftheelectricbreakdownthatNCmachinesystemsmayencounter.ThroughthedriveandcontrolanalysisoftheNCmachine,thewritersuggeststhatweshouldutilizethesubdivisiontechnologyoftwo-phasemixedsteppermotortorealizetheenlargementofthefourthaxisofthemachine.Thecontrolstrategybasedoncurrentvectorisestablished,whichisconstantrangeanditsrotationiseven.W‘usetheindexmethodwhencheckingthetable,sothismethodreducesthelengthofthetable,andincreasesthespeedofthechecking.Fromthepointofthesoftwareengineering,thethesisanalyzesthecontrolschemeandthedesignmethodoftheforthaxesdriverandshowsthedetailedimplementationbasedonthesingle-chipmicro-controllerAT89C51,ThisProjectremovesthelowfrequencyoscillationcompletelyandimprovestheoutputTorque,diferentiatingprecisionandtheequalityofeachstepofmotor.Inthisway,itgivesthesolutiontothehighprecisionsubdivisionofmotor,duetowhichwecouldrenderthemicro-stepanglearriveatthe2"levelAtpresent,theequipmentusingeficiencyisratherlowbecausemostofmachiningisdoneon