壁板铣床数控系统硬件结构的研究与开发
摘要
随着计算机技术、微电子技术和现代控制技术的不断发展，如何
有效地利用这些先进的技术，多快好省地进行控制系统的开发就显得
十分的必要。
本文就是基于这种思想，对壁板铣床数控系统进行了改造。该系
统采用了工业控制机（IPC）和可编程多轴控制器（PMAC）构成主
从分布式双微处理器结构，以此作为系统的控制中心。在PMAC上扩
展I/O单元、伺服单元、A/D单元，完成整个控制系统硬件结构的设
计。
基于这种硬件结构，在以下几个方面作了深入的研究；IPC控制
柜及操作面板的设计；控制电路的设计；伺服系统控制方式选择；中
转板结构设计；系统可靠性分析及相应措施；电气元件与伺服的选型。
实践证明，论文所做的工作是完全可行的。
With the rapid development of the technologies of the
computer, the electronics and the modern control, It becomes
more and more necessary to develop the CNC system cheaply
and quickly with these advanced technologies.
Based on this principle, the plate miller CNC system has
been developed. The system, which is called the distributed-
dual-CPU structure, adopts the industry PC(IPC) and the
programming multiple-axis controller(PMAC); IPC and PMAC
are the control center of the system. In the meantime, I/O unit,
servo unit and A/D unit are added to the PMAC, and in this way
the design of hardware structure of the CNC system has been
made.
On the basis of the hardware structure, some researches are
made as follow: the design of control unit, control panel and
control circuit; the choice of servo system control mode; the
structure design of interface; the reliability analysis of system
and measures which enhance the reliability; the choice of
electrical unit.
The feasibility of the CNC system has been fully proved in
practice.
有效地利用这些先进的技术，多快好省地进行控制系统的开发就显得
十分的必要。
本文就是基于这种思想，对壁板铣床数控系统进行了改造。该系
统采用了工业控制机（IPC）和可编程多轴控制器（PMAC）构成主
从分布式双微处理器结构，以此作为系统的控制中心。在PMAC上扩
展I/O单元、伺服单元、A/D单元，完成整个控制系统硬件结构的设
计。
基于这种硬件结构，在以下几个方面作了深入的研究；IPC控制
柜及操作面板的设计；控制电路的设计；伺服系统控制方式选择；中
转板结构设计；系统可靠性分析及相应措施；电气元件与伺服的选型。
实践证明，论文所做的工作是完全可行的。
With the rapid development of the technologies of the
computer, the electronics and the modern control, It becomes
more and more necessary to develop the CNC system cheaply
and quickly with these advanced technologies.
Based on this principle, the plate miller CNC system has
been developed. The system, which is called the distributed-
dual-CPU structure, adopts the industry PC(IPC) and the
programming multiple-axis controller(PMAC); IPC and PMAC
are the control center of the system. In the meantime, I/O unit,
servo unit and A/D unit are added to the PMAC, and in this way
the design of hardware structure of the CNC system has been
made.
On the basis of the hardware structure, some researches are
made as follow: the design of control unit, control panel and
control circuit; the choice of servo system control mode; the
structure design of interface; the reliability analysis of system
and measures which enhance the reliability; the choice of
electrical unit.
The feasibility of the CNC system has been fully proved in
practice.
引文
(1)、毕承恩、丁乃建等，现代数控机床，机械工业出版社，1991年版
(2)、李诚人等，机床计算机数控，机械工业出版社，1988年版
(3)、卢杰持等，数控技术基础，大连理工大学机械系，1995年
(4)、刘雄伟，机床加工理论与编程技术，机械工业出版社，1994年7月
(5)、江秀汉，李萍，薄保中，可编程序控制器原理及应用，西安电子科技大学出版社，1998
(6)、邱阿瑞，孙旭东，实用电动机控制，人民邮电出版社，1998年9月
(7)、PMAC用户手册，版本1.0
(8)、聂秋根，张一坚，开放型CNC系统模块设计的研究，南昌航空工业学院学报，1998年第4期
(9)、王敏等，基于WINDOWS 3.X／95／NT的开放式数控系统研究，北京航空航天大学学报，1998年第一期
(10)、冯显英，张承瑞等，基于PC总线的开放式CNC系统，山东工业大学学报1998年第8期
(11)、上海大学 黄晓勇等，上海通华自动化有限公司 陈超，GUI平台的开放式体系CNC系统研究与开发，机械与电子1998年第1期
(12)、郑州工业大学 刘德平，李欣生等，开放型数控系统研制，机械与电子，1998年第6期，
(13)、中科院沈阳计算机技术研究所 黄金庆等，基于开放式结构的高性能数控系统的研制，制造技术与机床，1997年第12期
(14)、施进发等，机械模块学理论，中国机械工程，1997年第6期
(15)、徐鸿根等，FANUC推出改装NC模块，制造技术与机床 1996．7
(16)、世界NC系统开方市发展动向，中国机械工程，1998年第8期
(17)、胡建华等，CNC的开放型设计，机电工程，1996年第2期
(18)、申丽国等，国外数控技术的研究动向和发展趋势，机械工业自动化，1996年第6期
(19)、朱国力等，基于工业PC机的数控系统结构研究，机械工业自动化，1995年第12期
(20)、郑晟，巩建学，张学编，现代可编程序控制器与应用，科学出版社，1999
(21)、秦忆 等编著，现代交流伺服系统，华中理工大学出版社，1995年1月
(22)、戴梅萼 等编著，微型计算机技术及应用，清华大学出版社，1996年
(23)、张饶学 等编，计算机操作系统教程，清华大学出版社，1993
(24)、王润孝 编，机床数控原理与系统，西北工业大学出版社，1993
(25)、斐仁清，华卫平编，机床数控控制技术，上海科学文献出版社，1990
(2)、李诚人等，机床计算机数控，机械工业出版社，1988年版
(3)、卢杰持等，数控技术基础，大连理工大学机械系，1995年
(4)、刘雄伟，机床加工理论与编程技术，机械工业出版社，1994年7月
(5)、江秀汉，李萍，薄保中，可编程序控制器原理及应用，西安电子科技大学出版社，1998
(6)、邱阿瑞，孙旭东，实用电动机控制，人民邮电出版社，1998年9月
(7)、PMAC用户手册，版本1.0
(8)、聂秋根，张一坚，开放型CNC系统模块设计的研究，南昌航空工业学院学报，1998年第4期
(9)、王敏等，基于WINDOWS 3.X／95／NT的开放式数控系统研究，北京航空航天大学学报，1998年第一期
(10)、冯显英，张承瑞等，基于PC总线的开放式CNC系统，山东工业大学学报1998年第8期
(11)、上海大学 黄晓勇等，上海通华自动化有限公司 陈超，GUI平台的开放式体系CNC系统研究与开发，机械与电子1998年第1期
(12)、郑州工业大学 刘德平，李欣生等，开放型数控系统研制，机械与电子，1998年第6期，
(13)、中科院沈阳计算机技术研究所 黄金庆等，基于开放式结构的高性能数控系统的研制，制造技术与机床，1997年第12期
(14)、施进发等，机械模块学理论，中国机械工程，1997年第6期
(15)、徐鸿根等，FANUC推出改装NC模块，制造技术与机床 1996．7
(16)、世界NC系统开方市发展动向，中国机械工程，1998年第8期
(17)、胡建华等，CNC的开放型设计，机电工程，1996年第2期
(18)、申丽国等，国外数控技术的研究动向和发展趋势，机械工业自动化，1996年第6期
(19)、朱国力等，基于工业PC机的数控系统结构研究，机械工业自动化，1995年第12期
(20)、郑晟，巩建学，张学编，现代可编程序控制器与应用，科学出版社，1999
(21)、秦忆 等编著，现代交流伺服系统，华中理工大学出版社，1995年1月
(22)、戴梅萼 等编著，微型计算机技术及应用，清华大学出版社，1996年
(23)、张饶学 等编，计算机操作系统教程，清华大学出版社，1993
(24)、王润孝 编，机床数控原理与系统，西北工业大学出版社，1993
(25)、斐仁清，华卫平编，机床数控控制技术，上海科学文献出版社，1990