基于开放式数控平台的数控演示系统研究.pdf

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1、基于开放式数控平台的数控演示系统研究Researchoncncdemosystembasedonopen-architecturecncplatform宁宗奇，王才峄NINGZong-qi,WangCai-yi（上海工程技术大学高等职业技术学院，上海200437）摘要：构建了一个开放式数控平台。在这个平台的基础上，采用模块化程序结构，将图形仿真程序与数控应用程序进行有机地融合，开发出数控演示系统，使数控技术教学中抽象的内容变得形象生动。关键词：开放式，数控平台，演示系统中图分类号：TG659;TP23　文献标识码：B　文章编号：1009-0134(2010)07-005

2、0-04Doi:10.3969/j.issn.1009-0134.2010.07.170引言数控技术是现代制造系统中的关键技术。在数控技术教学中，插补、刀补等概念是一些重要的概念，但又很抽象，不便于理解和讲授。建立一个基于开放式数控平台的演示系统，将图形仿真过程和控制演示过程结合起来，就可以为抽象的概念提供更加丰富的演示手段，在深刻的感性认识的基础上，加深对抽象概念的理解。同时系统的扩展性强，还可以根据实验、实践教学的需要，为教师和学生提供二次开发平台。1系统的构成本系统由硬件和软件两大部分组成。硬件分为机械部分、数控系统（步进驱动器装置、运动控制卡）和上位PC。软件部

3、分主要包括演示软件和控制软件两部分。如图1所示，采用工业控制机（IPC）作为系统平台，采用“IPC+多轴运动控制器”的典型结构搭建开环数控硬件平台。图1系统的构成PC部分：采用工业控制的IPC。IPC具有性能好坏。驱动器采用与57BYG424型步进电机相匹配可靠、软硬件资源丰富的特点，特别是可以利用的SMD2N1型驱动器。它的软件开发资源，便于运动控制程序与演示程开发环境：VisualC++6.0是一个优秀的开发环序的融合。境，可利用的资源丰富，可以直接应用运动控制运动控制器：运动控制器采用顾高公司的GT-器所提供的用于二次开发的动态链接库，便于运200-SV型运动控制

4、卡作为运动控制器，它可以支动控制程序和演示程序的融合，采用VisualC++6.0持两轴的步进电机或伺服电机，可以很方便地开作为系统上位机软件的开发环境。发所需要的运动控制程序。1.1系统的机械结构步进电动机：考虑到实用性，采用两台如图2所示，采用夹持画笔的辅助装置（4）57BYG424型步进电机来驱动XY平台的运动。用于在固定于工作平台（2）的白纸上绘制插补计驱动器部分：驱动器的性能决定运动控制的算的具体过程。收稿日期：2009-11-12作者简介：宁宗奇（1983－），男，河南洛阳人，助教，硕士，研究方向为机电一体化技术。【50】第32卷第7期2010-7系统的机械

5、部分采用如图2所示X-Y数控平控制模块控制XY平台，将插补和补偿过程用画笔台。该平台通过两个方向运动的合成，可以实现绘制出来，使演示过程更为形象何直观。任意平面轨迹，主要用于插补算法过程的演示。Y控制程序模块主要负责步进电动机单轴控制轴采用步进电动机作为驱动元件，通过弹性联轴和运动控制平台的两轴联动控制，用于待插补的器连接滚珠丝杠螺母，实现工作台沿Y轴方向的相直线和圆弧的绘制。对运动。X轴也采用步进电机作为驱动元件，实现X轴方向的运动控制，辅助装置夹持画笔固定在底座上。X轴和Y轴均采用57BYG424型步进电机以及与之配套的SMD2N1型驱动器，可以实现两周的联动。同时

6、，还要提供稳定的直流电源。图3软件结构2系统的软件设计2.1控制程序控制程序包括两部分：步进电机的控制程序1-Y轴；2-X轴；3-工作平台；4-辅助装置和数控平台的控制程序。步进电机的控制程序主图2系统的硬件结构要用于单轴步进电机的调试运行，主要包括步进1.2系统的控制系统电机的起动、停止、行程控制和加减速控制。数根据应用的需要，该系统的数控系统采用GT-控平台的控制程序主要用于完成坐标系的绘制演200-SV-ISA运动控制卡，构成开环系统。GT-200-示，直线或圆弧的绘制演示，直线插补过程的绘SV-ISA运动控制卡是顾高公司研发基于ISA总线的制演示、圆弧插补过程的

7、绘制演示。插卡式运动控制器，可以支持2轴的步进电机或伺数控平台的控制服电机。IPC作为上位机负责人机交互界面的管理2.2图形仿真程序和控制指令的发送；运动控制卡完成运动控制的所有细节，包括直线和圆弧插补、脉冲和方向信号的输出、自动升降速的处理、原点和限位等信号的检测等。GT-200-SV-ISA运动控制卡配备了功能强大、内容丰富的Windows动态链接库。对当前流行的编程开发工具，如VisualBasic6.0、VisualC++6.0提供了开发用静态连接库及头文件和模块声名文件，可方便地链接动态链接库引用,便于进行运动控制开发。1.3系