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摘要：文章简要介绍了多轴运动控制器PMAC的结构及功能，设计了由直线电机驱动的轴进给机构，并在此基础上重点论述了基于IPC+PMAC的活塞车床数控系统的硬件和软件设计。
引言
随着汽车、航空和船舶工业的飞速发展，对发动机的性能要求不断提高，中高速发动机的关键部件活塞经常被设计成非圆截面(中凸变椭圆)。目前，同内外活塞制造主要采用硬靠模，这种加工方法不利于多品种、小批量特种环的生产和新产品的研究与开发。活塞的“软靠模”技术就是把活塞的横截面形状或数据输入计算机，再由计算机控制刀具运动，完成活塞变椭圆截面的车削加工。它不仅能切削各种复杂的截面形状，而且具有切削效率高、加工精度高、柔性好等优点。活塞中凸变椭圆数控车削时，X轴进给机构的性能和控制方法决定了加T精度和表面质量，因而对机床进给系统的伺服性能提出了更高的要求：要有很高的驱动推力、快速进给速度和进给加速度。对于一般数控机床，由于受到传统机械结构(即旋转电动机+滚珠丝杠)进给方式的限制，其有关伺服性能指标(特别是快速响应性)难以突破提高。而直线电机驱动机构作为一种新的高速进给方式能提供120—200m／min的速度和5～10g的加速度。进给机构由直线电机直接驱动，消除了中间环节的机械滞后及螺距误差，其运动精度取决于反馈装置、控制系统和直线导轨，从而可达到很高的精度。
1、数控活塞车床X轴进给机构结构及原理
本文将直线电机作为X轴进给驱动部件，设计的数控车床X轴进给机构结构如图1所示。直线电机对称立式安装，滑台和简易刀架采用轻质高强度合金材料，优化的结构设计尽可能减小滑台质量以提高进给系统的快速响应性能和加速度，导轨采用直线滚动导轨。进给系统行程限位采用接近开关和弹簧空气阻尼式机械挡块二级安全过冲防护，以确保滑台不会因为误操作而冲出导轨。光栅位置反馈装置位于滑台内部，以免受到外界油污和铁屑污染。系统具有全封闭防护结构和由内向外的吹风冷却功能(图1中未表示)。由于采用无铁芯动子(初级)结构，发热量小，散热容易，这使得加工中受热变形的影响小。整个活塞车床的结构如图2所示。 | 
