基于dsp的多轴运动控制卡课件

《基于dsp的多轴运动控制卡课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、基于DSP的多轴运动控制卡的研究李因鹏2004.4.2西安交通大学工程训练中心1报告内容多轴运动控制卡的研究背景TMS320LF2407ADSP的介绍多轴运动控制卡的功能分析目前的进展及展望2多轴运动控制卡的研究背景开放式数控的产生（1）目前CNC大都采用封闭式结构。（2）控制器功能与机床功能不匹配。（3）用的硬件结构也限制了系统的本身的持续开发，更新换代慢，不利于数控产品的技术进步。（4）数控系统的这一现状已不能适应当今制造业市场变化频繁，竞争加剧的形势。3开放式数控的特点（1）互操作性：提供一

2、个统一标准的通讯系统来实现各模块间的数据交换（2）可移值性：应用程序可在不同的平台上运行（3）伸缩性：可根据需要裁剪各功能模块（4）可交换性：可根据需要互换功能模块4开放式数控系统的实现途径（1）PC嵌入CNC型（2）NC嵌入PC型（3）全软件CNC型5将PC装入到CNC内部，PC与CNC之间用专用的总线连接专用总线6PCI/ISA系统监控管理、系统故障诊断、界面显示和数控代码编译等非实时处理插补运算、刀具补偿、位置控制、速度处理等实时控制CNC卡7CNC的全部功能(如编译、解释、插补和PLC等)

3、均由软件模块来实现接口卡8运动控制卡在开放式数控系统中的位置伺服电机伺服电机9研究多轴运动控制卡的必要性基于常规ＭＣＵ的伺服运动控制器数据计算能力有限,很难实现多电机系统的高性能复杂控制目前商品化的DSP运动控制卡不够开放价格过高10国内高校研究运动控制卡的情况1.华中科技大学F206DSPPC－ISA－DSP（2001）2.北航机器人研究所F240DSPPC－ISA/RS232－DSP（2002）3.西安交大王小椿、梅雪松4.山东大学LF2407DSPPC－USB－DSP运动控制卡（2003）5

4、.洛阳工学院基于专用运动控制芯片LM628的板卡（2002）6.上海交通大学8254，8255等芯片1112TMS320LF2407ADSP的介绍DSP（DigitalSignalProcessor)及DSP的特点DSP实际上就是一种单片机，是集成高速乘法器，具有多组内部总线，能够快速进行乘法和加法运算，适于高速数字信号处理的高速、高位单片计算机。DSP具有体积小，功耗小，实时处理迅速，处理数据量大，处理精度高，性能价格比高等优点。13DSP采用的技术1.采用Harvard结构或改进Harvard

5、结构数据总线和程序总线相互独立2.采用流水线技术使每条指令基本上都是单周期指令143.硬件乘法器4.多处理单元:硬件乘法器（MUL）、累加器（ACC）、辅助算术单元（ARAU）5.特殊的DSP指令:e.g.MACD在一个周期内完成乘法、累加、数据移动(相当于LT、DMOV、MPY、APAC四条指令）15TMS320C2000系列DSP16TMS320LF2407A1718DSP的编程CC(codecomposer)或CCS(codecomposerstudio)汇编或者C汇编：.cmd，.h，.a

6、sm.outC:.cmd，.h，.c，rts2xx.lib19多轴运动控制卡的功能分析与上位机的通讯电机的控制数字量输入输出控制编码器输入机床参数的采集插补运算20与上位机的通讯主要实现：1.数据下发：加工数据机床操作控制命令（手动）2.数据上传：机床的状态参数等接口形式：DPRAM（双口RAM）、串口和CAN（调试用）以及USB（备用）21电机的控制根据插补所得的数据驱动电机，使工作台以一定的速度运动到要求的位置。控制方式：脉冲方式：脉冲+方向(Pulse/Dir)或正负脉冲(CW/CCW)电压

7、方式：22数字量输入输出控制输入量：机床零点输入、限位输入、减速输入和刀位输入等输出量：换刀电机控制、功放、润滑、冷却、主轴正转、主轴反转、主轴停止和主轴刹车等处理流程：对端口进行扫描并输入采样值，程序根据不同的采样值执行相应的用户程序，然后再把输出值刷新到端口。三个步骤反复循环。23编码器输入由CPLD来实现码盘信号的四倍频及辨向，然后发送给DSP，由DSP转发给DPRAM，由ARM查询相应的DPRAM空间来读取数据机床参数的采集在线机床信息：操作方式、主轴转速、进给速度、主轴转向等加工程序信息

8、：当前工件号、当前工序号、当前加工程序号、当前加工程序段号刀具信息：当前刀具名、当前刀具号、刀具进给量、刀具切削速度等24插补运算数控系统根据输入的基本数据，通过计算，将工件轮廓的形状描述出来，边计算边根据计算结果向各坐标轴发送进给指令。粗插补：在给定起始刀位点和终止刀位点的连线之间插入若干个刀位点，即对于每一个运动坐标来说，用若干微小的位移来逼近。精插补：在粗插补算出的每一微小位移上再做“数据点的密化“工作25系统硬件结构框图26目前的进展及展望熟悉DSP的硬件资源和编程完成DS