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０引言
　　隨著熱能工程、化工等行業(yè)的發(fā)展，管板類零件的加工越來越多。如武漢某化工企業(yè)，因生產(chǎn)需要，需在煉油裝置區(qū)內(nèi)安裝不同規(guī)格的換熱器。換熱器一般由管束、管板、換熱管等組成。為了使換熱管能順利地插入管板，要求管板上的每個孔均有一定的加工精度，孔間位置誤差要求控制在０．０５ｍｍ以內(nèi)。傳統(tǒng)的加工方式是在管板上人工劃線，而后在龍門鉆床上鉆孔。這種方法工作強度大，經(jīng)常由于加工精度不高，導致?lián)Q 熱管插不進管板，造成工件重新加工，甚至報廢。因此
設計一種高精度的數(shù)控龍門鉆控制系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)控加工對提高生產(chǎn)效率、降低勞動強度具有積極的意義。
１龍門鉆床數(shù)控系統(tǒng)硬件整體設計
　　結(jié)合當前開放式數(shù)控系統(tǒng)的特點及龍門鉆床的發(fā)展趨勢［１］，采用ＮＣ嵌入ＰＣ的技術模式，在工控機（ＩＰＣ）基礎上，以ＭＰＣ０８Ｅ運動控制卡作為數(shù)控系統(tǒng)的控制信號核心，構成主、從式雙微處理器結(jié)構的龍門鉆床控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)的硬件結(jié)構框圖如圖１所示，主要包括ＭＰＣ０８運動控制卡、ＩＰＣ和驅(qū)動系統(tǒng)等。
　　所設計的數(shù)控鉆床系統(tǒng)共有Ｃ、Ｘ、Ｙ、Ｚ四個軸，其中Ｘ、Ｙ軸控制平面兩個方向的定位，Ｚ軸控制鉆頭的進給量，Ｘ、Ｙ、Ｚ可直線聯(lián) 動。主軸Ｃ是利用ＭＰＣ０８的通用Ｉ／Ｏ與變頻器進行通訊，實現(xiàn)對主軸高轉(zhuǎn)速的控制。系統(tǒng)工作時，根據(jù)孔坐標在工件上的位置、加工孔的深度、孔半徑等參數(shù)，編制工件的指令集文件，系統(tǒng)根據(jù)指令集文件自動完成加工。
　　工控機ＩＰＣ－８１０是整個系統(tǒng)的用戶交互及管理核心，負責ＧＵＩ操作、發(fā)送控制指令、任務調(diào)度管理、參數(shù)輸入等。ＭＰＣ０８作為系統(tǒng)運動控制的內(nèi)核，安裝在ＩＰＣ－８１０的ＰＣＩ插槽中。ＭＰＣ０８的指令系統(tǒng)可滿足龍門鉆床鉆削加工的高速度、定位準的點位運動要求。
此外，ＭＰＣ０８提供的Ｉ／Ｏ口用于反饋系統(tǒng)，實現(xiàn)ＭＰＣ０８與機床輸入和輸出通道的連接與控制；ＭＰＣ０８發(fā)送脈沖信號及方向信號到伺服、步進驅(qū)動電機單元即可實現(xiàn)所需要的運動［２］。
２各軸切削進給驅(qū)動系統(tǒng)
　　數(shù)控龍門鉆床系統(tǒng)設計采用了最成熟的半閉環(huán)、開環(huán)混合伺服系統(tǒng)方案，保證了數(shù)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)高速、高精度鉆削加工方式。
　　步進電機采用開環(huán)控制，使用ＤＳＳＨ－５型驅(qū)動板驅(qū)動。ＤＳＳＨ－５驅(qū)動板是由中地數(shù)控公司開發(fā)的一款步進電機驅(qū)動板卡，在數(shù)控系統(tǒng)的設計改造過程中得到大量應用，板卡工作穩(wěn)定，性能優(yōu)良，特別是使用該板卡后，電機的矩頻特性得到極大改善，低頻段可輸出較大力矩，同時可保證在５ｋＨｚ～６ｋＨｚ高頻下穩(wěn)定工作。系統(tǒng)中應用ＤＳＳＨ－５驅(qū)動板，使電路結(jié)構更加簡單，系統(tǒng)的可靠性大大提高。
　　伺服驅(qū)動選用ＥＰ１００系列，ＥＰ１００采用成熟的數(shù)字控制，低速性能好，動態(tài)響應快，并擴展了多種數(shù)字量和模擬量接口，與各種板卡互聯(lián)方便。本系統(tǒng)選用松下永磁同步交流伺服電機，伺服電機由光電編碼器進行速度反饋，實現(xiàn)半閉環(huán)控制，如圖２所示。

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５總結(jié)

　　本文在研究和分析了數(shù)控技術發(fā)展過程及開放式數(shù)控系統(tǒng)國內(nèi)外現(xiàn)狀的基礎上，以ＭＰＣ０８運功控制卡為核心部件，選用ＮＣ嵌入ＰＣ型結(jié)構的硬件開發(fā)平臺，構建了一個基于研祥ＩＰＣ－８１０型工控機的開放式龍門鉆床控制系統(tǒng)，完成了對該系統(tǒng)的硬件設計及軟件設計，所設計系統(tǒng)滿足一般的規(guī)范標準，具有通用性和開放性。