基于嵌入式运动控制器的钻床控制系统.pdf

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1、工业}空$1J与应用自动化技术与应用2010年第29卷第10期ndustryControlandApplications基于嵌入式运动控制器的钻床控制系统许家忠，王东野，温武．张浩(哈尔滨理工大学自动化学院，黑龙江哈尔滨150080)摘要：卜j前的数控钻味控制系统体乖!J大、价格高、稳定性差，限制了数控钻的发展。本文研制_r基于1二控机和围高嵌入式运动控制器的开放式数控钻眯控制系统，采用运动拧制器实现钻床3轴伺服电机和钻头的运动控制，采用PIC!共现饥床i／0控制，开发了钻床专f}】敦盒，利用VisualC卜_{6．0编程语吉编写人机界面，采_[}jSA算法实现钻孔路径

2、优化设-o实践应刖表明：该控制系统性能稳定，控制精度高，叮实现走刀路径的优化。关键词：数控钻床；嵌入式运动控制器；轨迹优化中图分类号：TP29文献标识：B文章编号：10037241(2010)10001904DrillingMachineControlSystemBasedonEmbeddedMotionControllerXUJia-zhong，WANGDong·ye，WENWu，ZHANGHao(DepartmentofAutomation，HarbinUniversityOfScienceAndTechnology，Harbin150080China)Abstra

3、ct：Withthedisadvantagesoflargevolume，highpriceandpoorstabilityforNCdrillingmachinecontrolsystem，thedevelopmentofNCdrillingmachinehasbeenrestricted．Inthepaper，theopenNCdrillingmachinecontrolsystembasedonindustrialcomputerandGoogolembeddedmotioncontrollerisdesigned，anditadoptsmotioncontrol

4、lertoachievemovementcontro1ofthreeservomotorsandthebitofdrillingmachine．PLCiSusedforI／0contro1ofmachinetool，andtheteachingboxofdrillingmachineisdeveloped．Man—machineinterfaceisdevelopedbyVisualC++6．0andSAalgorithmisadoptedforoptimaldesignofdrillingpath．Thepracticeprovesthatthemachineruns

5、steadilyanditcanrealizetheoptimizationoftoolpathwithhighprecisioncontro1．Keywords：NCdrillingmachine；embeddedmotioncontroller；trajectoryoptimization1引言嵌入式数控钻床采用固高嵌入式运动控制器作为数控钻床是实现工件上各种类型孔自动定位和钻控制系统核心。适用于机械零件和PCB板的加工。该削的高精度机床，广泛应用于工业和电子行业零件的加设备具有自动化程度高、加工精度高、工作效率高及操工，其数控系统是机床的核心。目前国内的数控钻控制

6、作方便、安全可靠、节省成本等优点，是一种较理想的系统是在不断完善和增补功能的情况下形成的控制系加工设备。统，因此就出现了由于最初设计考虑不足而造成的以下现象，即：通过增加其他器件来解决出现的新问题，造成2方案设计控制系统拼凑、整个系统结构不合理的结果。这些系统数控钻床控制系统如图1所示，该系统以采用高性结构复杂，兼容性差、功能不易扩展、人机交互界面不能DSP、FPGA技术和嵌入式PCl04主板的固高嵌入式完善，可靠性和稳定性差，运算处理能力不高，极大地限运动控制器为核心实现钻床的精确运动控制；配以基于制了其在中小型企业中的推广和应用[11。PC机资源的示教盒作为操作者与

7、系统的人机交互终端界面，实现信息输入、状态显示和示教功能；通过串口通收稿El期：2010—05—24《自动化技术与应用2010年第29卷第10期工业控制与应用ndustryControlandApplications讯的方式与PLC通讯，实现机床I／O信号的处理。利用的精确运动控制，固高嵌入式运动控制器主要以脉冲方VisualC++高级编程语言实现数控软件、示教盒驱动式通过外部端子板的控制轴接口对钻床的X轴(横轴)、程序和人机交互界面的开发。固高d轴运动控制器主要Y轴(纵轴)、Z轴(进给轴)伺服电机进行控制，从而实现以脉冲方式对钻床的3轴