根據(jù)活塞環(huán)自由型線成形過(guò)程可以看出，活塞環(huán)車削除要求數(shù)控系統(tǒng)具有一般控制功能之外，還應(yīng)滿足如下的功能要求：實(shí)時(shí)響應(yīng)能力強(qiáng)?；钊h(huán)車削屬非圓曲線加工，所涉及的數(shù)據(jù)多，與主軸協(xié)調(diào)控制要求嚴(yán)格，尤其對(duì)于高速切削，以滿足活塞環(huán)車削高頻響應(yīng)要求；系統(tǒng)擴(kuò)展開(kāi)放性好。活塞環(huán)車削有其特殊的控制要求，如電子軟靠模建立，伺服控制修正等，其控制系統(tǒng)應(yīng)具有特殊控制要求的擴(kuò)展功能，控制魯棒性好。由于直線電動(dòng)機(jī)直接控制驅(qū)動(dòng)負(fù)載，沒(méi)有任何緩沖環(huán)節(jié)，負(fù)載的變化和外界的干擾直接作用在直線電動(dòng)機(jī)上，這要求控制系統(tǒng)具有較強(qiáng)抗外部干擾能力，以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性；系統(tǒng)集成性好。控制系統(tǒng)應(yīng)能與活塞環(huán)CADCAM系統(tǒng)或其他系統(tǒng)集成，以方便簡(jiǎn)化用戶操作。

　　活塞環(huán)車削數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成本文所研究的活塞環(huán)車削數(shù)控系統(tǒng)，是一種由工業(yè)PC機(jī)和多軸運(yùn)動(dòng)控制器組成的兩級(jí)控制開(kāi)放式結(jié)構(gòu)，多軸運(yùn)動(dòng)控制器是系統(tǒng)的核心。該系統(tǒng)具有高速運(yùn)算處理功能，具有上、下兩級(jí)的開(kāi)放性，易于系統(tǒng)功能的擴(kuò)展，滿足活塞環(huán)車削對(duì)數(shù)控系統(tǒng)功能要求?；钊h(huán)車削數(shù)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)如所示，系統(tǒng)上位機(jī)為工業(yè)控制機(jī)（Pentum），下位機(jī)是以高速DSP為CPU的多軸運(yùn)動(dòng)控制器，選用美國(guó)DeltaTau公司的PMAC四軸運(yùn)動(dòng)控制卡，主頻為40MHz，擔(dān)負(fù)著主軸的變頻調(diào)速控制、直線伺服電動(dòng)機(jī)和普通交流伺服電動(dòng)機(jī)的實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制，以及機(jī)床的邏輯控制等系統(tǒng)控制任務(wù)。主軸電動(dòng)機(jī)為變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)，配帶光電編碼器；徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)X軸直線伺服電動(dòng)機(jī)為閉環(huán)控制，軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)Z軸伺服電動(dòng)機(jī)為半閉環(huán)控制。

　　活塞環(huán)車削數(shù)控系統(tǒng)的軟件組成所研制的活塞環(huán)車削數(shù)控系統(tǒng)是在WindowsNT環(huán)境下，使用VC60開(kāi)發(fā)的。如所示，系統(tǒng)軟件由一個(gè)主控模塊和若干功能模塊組成。系統(tǒng)主控模塊為用戶提供了一個(gè)友好的窗口操作界面，在此界面下各功能模塊以菜單的形式被調(diào)用。系統(tǒng)功能模塊又可分為實(shí)時(shí)控制類模塊和非實(shí)時(shí)計(jì)算管理類模塊兩大類，實(shí)時(shí)控制類模塊是用于控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)和動(dòng)作的軟件模塊，具有毫秒級(jí)甚至更高要求的時(shí)間響應(yīng)，而計(jì)算管理類模塊沒(méi)有具體的時(shí)間響應(yīng)要求。

　　數(shù)控系統(tǒng)控制界面基于時(shí)基的電子靠模控制，電子靠模是以主軸編碼器所發(fā)出的電子脈沖，通過(guò)存儲(chǔ)在系統(tǒng)中的靠模數(shù)據(jù)來(lái)驅(qū)動(dòng)徑向進(jìn)給電動(dòng)機(jī)，完成所需的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，通過(guò)修改系統(tǒng)中靠模數(shù)據(jù)便可方便地完成各種活塞環(huán)型線的加工。電子靠模與機(jī)械靠模原理32時(shí)基控制的概念時(shí)基控制是將所需控制軸的運(yùn)動(dòng)與指定外部軸的運(yùn)動(dòng)聯(lián)系起來(lái)，進(jìn)行兩軸之間主、從協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)的一種控制方法，使從動(dòng)軸跟蹤主動(dòng)軸，將從動(dòng)軸運(yùn)動(dòng)視為主動(dòng)軸運(yùn)動(dòng)的函數(shù)。

　　活塞環(huán)數(shù)控車床是以電子靠模代替常規(guī)的機(jī)械靠模進(jìn)行活塞環(huán)型線加工?；钊h(huán)數(shù)控車床主軸旋轉(zhuǎn)不受系統(tǒng)控制，是一根外部軸。車削加工時(shí)，要求直線伺服電動(dòng)機(jī)所承擔(dān)的徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)接受機(jī)床主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的約束，通過(guò)對(duì)主軸編碼器角度信號(hào)的采集來(lái)控制直線電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)，即主軸旋轉(zhuǎn)到每個(gè)指定的角度，要求直線電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)到指定的位置，直線電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)速度也受主軸轉(zhuǎn)速的控制，這就是本系統(tǒng)的時(shí)基控制。

　　將基于Web的工作流管理技術(shù)引進(jìn)協(xié)同反求工程系統(tǒng)中，可以實(shí)現(xiàn)在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間把適當(dāng)?shù)男畔鹘o適當(dāng)?shù)娜?，有效地把人、信息與應(yīng)用工具合理地組織在一起，保證整個(gè)任務(wù)流程*快速地完成。同時(shí)，系統(tǒng)可以自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)各單元的活動(dòng)狀態(tài)并作出相應(yīng)評(píng)價(jià)，為系統(tǒng)承接多個(gè)反求工程任務(wù)提供決策支持。工作流管理工具的應(yīng)用，可以在不修改具體功能實(shí)現(xiàn)的情況下，通過(guò)修改過(guò)程模型來(lái)改變系統(tǒng)功能，從而達(dá)到了大大提高整個(gè)反求工程系統(tǒng)運(yùn)行效率的效果。