1 系統結構
基于 PC機的開放式數控系統有四種結構形式, 即 PC連接 NC型、PC嵌入 NC型、NC嵌入 PC型和全軟件 NC型。針對數控雕銑機運動控制系統具有高速高精度定位 、快速插補 、高速通信 、主軸高速運轉等特點, 本系統以 NC嵌入 PC的開放式數控系統結構為基礎, 利用 DSP的高速運算能力進行快速插補 、加減速運算和實現高精度位置控制, 并通過 USB與
PC進行高速通信, 利用 PC機友好的人機界面, 實現數控程序的輸入 、譯碼 。系統的結構如圖 1 所示, 各功能部分做成獨立的標準化單元控制模板, 使數控系統具有高度開放性。
2 系統硬件[ 1, 2]
2.1 電機控制模塊
雕銑機加工時, 需進行 X、Y、Z三個方向高速高精度的運動, 主軸最高轉速為 24000r/min。系統電機控制模塊如圖 2, 其核心部分由 DSP和電平轉換模塊組成 。 DSP芯片選 用 TI公司的 16 位定 點 DSP TMS320LF2407A為核心微處理器 。系統需要的三路脈沖信號由 LF2407A的事件管理器 ( EVA和 EVB)模塊的 PWM端口提供 。各軸的旋轉方向信號則由LF2407A的數字 I/O端口 I/OPC5 -I/OPC7 提供 。由于 LF24O7A輸出為 3.3V電平, 而驅動器一般是5V 接 口 , 需 進 行 電 平 轉 換 , 為 此 選 用IDT74FCT164245T芯片, 該芯片可以完成 16通道3.3 V和 5V之間的雙向電平轉換, 一次轉換只需要幾個納秒, 輸入頻率高達 10M, 能滿足系統高頻脈沖信號轉換的要求。主軸調速則通過電壓模擬量輸出模塊 向變頻器輸出主軸旋轉電壓模擬量。
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宇匠數控專業生產:高速精密 雕銑機、精雕機、石墨機、鉆攻中心、加工中心;
結 語
采用 PC+USB+DSP方案的開放式數控系統能滿足高速雕銑機的功能要求, 且具有較好的移植性 、開放性和經濟性, 即運動控制器硬件采用了 USB接口, 可與 PC機實行熱插拔, 通過在 PC機上安裝驅動程序和應用程序, 就可實現數控系統的功能 ;無須改變硬件結構, 用戶通過編程, 便能實現自己的插補算法和加減速控制等底層運動控制功能;目前 DSP芯片價格僅幾十元, 本系統運動控制器的硬件成本遠低于市面上同樣功能的運動控制卡的價格。
2020-10
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2020-10
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2020-10
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2020-10
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2020-10
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