基于PC和运动控制器的模块化数控系统开发.pdf

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1、·电气技术与自动化·黄娟·基于PC和运动控制器的模块化数控系统开发基于PC和运动控制器的模块化数控系统开发黄娟(南京航空航天大学。江苏南京211100)摘要：介绍了一种基于Pc和运动控制器的模块化数控系统，它有别于传统的通用性数控系统。通过模块的不同组合能完成多种不同数控系统的搭建。关键词：系统设计；数控系统；运动控制器中图分类号：TH12；TP273文献标志码：B文章编号：1671-5276(2010)02-0156-02DesignofModularCNCSystemBasedonMotionControlCardandPCHUANGJuan(NanjingUniversityof

2、AeronauticsandAstronautics，Nanjing211100，China)Abstract：ThispaperIntroducesamodularCNCsystembasedOI3motioncontrolcardandpc，whichisdiferentfromtheconvention-alnumericalcontrolsystem．Thediferentcombinationsofmodulesareadoptedinthesystemtoestablishanumberofdiferentnu-mericalcontrolsystem．Keywords：s

3、ystemdesign；CNCsystem；motioncontrolcard0引言目前，在机加工行业，数控机床逐渐取代普通机床成为生产企业的主要设备。此类设备多数应用通用型数控系统(如FANUC系统、SINUMERIC系统、三菱系统、华中数控等)作为控制系统。随着数控概念在机械领域的不断深入，各种机械设备也都向数控化发展。通用型数控系统性能稳定、工作可靠，同时功能固定、不可更改，但价格昂贵。所以针对一些小型机械装置或专用机床，采用通用型数控系统显得不太实用。开发一种便宜、功能可重构又方便使用的数控系统是市场的需要。图1系统总体结构该系统结构的核心是一块具有PC104总线并且自带1系统

4、设计构思高速DSP芯片的开放式多轴运动控制卡(GE-400一SV-PCI)，该卡插在Pc机的PCI插槽内与Pc主机构成多处模块化设计是指系统开发用户可以根据系统功能要理器结构，提供4路l6位D／A模拟电压(+／一10V)控求，在系统初始化时，调用相应的功能模块来实现系统的制信号，4路4倍频差动式光电编码器反馈信号接口，输可重构性。对于硬件，应容易进行重新配置，以适应不同人信号频率最高可达8MHz，32路光电隔离输入输出接设计要求。对于软件，应采用模块化的方式设计，针对不口。可编程数字PID+速度前馈+加速度前馈滤波方式，同的硬件系统有一定的适应性，并且容易修改和升级。卡上自带DSP芯片

5、以实现实时高速插补、计算功能，可完本系统以Pc机和固高运动制卡(多轴)作为系统控成空间直线、圆弧插补，大大减轻了主机负担，还提供了程制的硬件结构，代替传统的数控系统，实现数控系统的加序缓冲区，降低了对主机通讯速度的要求。该运动控制卡工和监测。由Pc机和固高运动制卡作为控制系统，其重通过PC104总线和计算机通讯，一方面将从各控制轴采构性强，同套系统可面向多种特定设备使用，只需配置不集到的数据送给主机进行计算；另一方面，将主机根据工同的软件模块即可实现不同设备的控制功能，从而减少在艺及数学模型进行运算生成的运动控制指令经过进一步硬件开发上的投人，缩短产品开发周期，性价比高。处理送各轴伺服

6、驱动器，完成各轴的运动控制，加工出满足工艺要求的合格零件。由于使用标准的PC机作为主2系统组成总体结构机，采用标准化接口，可灵活地选用电动机、驱动装置和反馈元件，支持包括以太网甚至是Internet网在内的多种网系统组成总体结构如图1所示。作者简介：黄娟(1973一)，女，江苏启东人，大学本科，工程师，主要研究方向：数控技术。·156·http：∥ZZHD．chinajourna1．net．cnE-mail：ZZHD@chainajouma1．net．ca《机械制造与自动化》·电气技术与自动化·黄娟·基于PC和运动控制器的模块化数控系统开发络协议及拓扑结构，可方便地实现远程控制和联网功

7、能。3系统控制软件系统所使用的GE系列运动控制卡提供DOS下的C语言函数库和Windows下的动态连接库。系统控制软件是用DELPHI7．0语言开发的，通过在DELPHI7．0中调用函数库中相应指令来实现运动控制卡的功能。软件采用模块化的形式，把数控机床及各种机电设备常用的功能做成相对独立的功能模块，系统使用人员只要在操作界面选择相应的功能模块就能组成自己的数控系统。其软件框架如图2所示。模块化图4功能模块选择数控系统3．3数控车床系统界面的生