開放結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)的運(yùn)動控制器研制.pdf

1、開放式數(shù)控系統(tǒng)是針對傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)封閉、硬件升級難、控制軟件兼容性差、更新?lián)Q代慢等缺點(diǎn)提出來的一種新的數(shù)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是模塊化、可重構(gòu)、可擴(kuò)充。隨著PC技術(shù)的成熟，軟件資源的不斷豐富，發(fā)展基于PC的CNC系統(tǒng)已經(jīng)成為世界各國研究的重點(diǎn)。本文根據(jù)“NC嵌入PC”的開放式數(shù)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，提出了一種高效、經(jīng)濟(jì)、可靠的開放結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型，并對其中的運(yùn)動控制卡進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計、制作與調(diào)試。 該數(shù)控系統(tǒng)軟件采用COM、W

2、DM技術(shù)實現(xiàn)，軟件開放性、兼容性、可移植性強(qiáng)。硬件采用模塊化思想設(shè)計，各功能模塊做成標(biāo)準(zhǔn)件，通過PC總線相互通訊，用戶可以根據(jù)需要靈活組建系統(tǒng)，達(dá)到最佳的性價比?？刂瓶ú捎肨I公司最新推出的TMS320F2812DSP高速數(shù)字信號處理器作為CPU運(yùn)算控制芯片，與可編程大規(guī)模門陣列電路FPGA共同完成多臺電機(jī)聯(lián)動的功能。該卡根據(jù)需要可以靈活的配置軸的狀態(tài)，以滿足用戶的需求。通過對步進(jìn)電機(jī)四軸聯(lián)動的控制和三相無刷直流電機(jī)的開環(huán)控制，驗證了該

3、運(yùn)動控制卡能實現(xiàn)不同電機(jī)多軸聯(lián)動的功能。整個數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計簡單、經(jīng)濟(jì)、高效、開放性能好，符合開放式數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的要求。 本文中，對提出的數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型作了詳細(xì)的介紹；詳細(xì)繪制了運(yùn)動控制卡的硬件電路，分析了各個功能模塊的作用；編制了電動機(jī)控制、插補(bǔ)算法等程序；給出了電路調(diào)試中出現(xiàn)的問題及步進(jìn)電機(jī)和三相無刷直流電機(jī)控制和實驗波形；最后利用深圳固高科技的GMD4003四軸運(yùn)動控制平臺，完成了四臺步進(jìn)電機(jī)的聯(lián)動功能。通過對該運(yùn)動控制卡的