基于Soft DMC圆弧插补器的研究和设计.pdf

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1、第4期机械设计与制造2011年4月MachineryDesign&Manufacture37文章编号：1001—3997(2011)04—0037—02基于SoftDMC圆弧插补器的研究和设计丰李攀裴海龙(华南理工大学自动化科学与工程学院，广州510641)ArcjnterpolatorresearchanddesignbasedonSoftDMCLIPan，PEIHai-long(CollegeofAutomation，SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou510641，China)

2、·⋯··⋯·●⋯··⋯-·⋯··⋯··⋯·⋯··⋯·●⋯‘·⋯··⋯··⋯··⋯··⋯‘·⋯·⋯‘·⋯‘●⋯’·⋯‘·⋯’●⋯‘·⋯‘·⋯’·⋯‘·⋯·⋯’·⋯·⋯。·⋯‘●⋯。·⋯‘·’⋯‘⋯。·⋯‘⋯‘·⋯。0⋯‘·⋯‘·⋯‘·⋯‘·⋯。，；【摘要】为了满足高速h-y--的要求，提高加工效率和精度，设计了一种基于软数字运动控制器÷；(soflDMC)的圆弧插补控制器，由于采用全数字化硬件实现，相对于以往纯软件的实现，该控制器具有；更好的灵活性、精确性以及处理速度。试验结果表明，该控制器具有良好的性能。；关键词：SoftDMC；

3、数字运动控制器；比较积分法；；【Abstract】AnovelInordertomeettherequirementsofhigh-speedprocessingandimproveprocess-；；ingefficiencyandaccuracy，wedesignacircularinterpolationcontrollerbasedons妒di~almotioncon一；；trol，becauseitisachievedbyall—digitalhardwareimplementation，comparedwiththep

4、revioussoftwace一；onlyimplementation，thecontrollerhasbetterflexibility，accuracyandprocessingspeed．Theresultsshow：thatthecontrollerhasgoodperformance．：Keywords：SoftDMC；Digtalmotioncontroller；Compareintegrationmethod中图分类号：TH16，TP273文献标识码：A积分法插补和逐点比较法插补于一身，能够实现各种函数和多坐标1引言

5、插补，且插补精度高，直线插补误差小于1个脉冲当量，易于调速、现代制造数控系统正朝高速度、高精度、智能化方向发展，运算简单，所以比较积分法得到较多的应用。其．陛能、精度一定程度上依赖于运动控制单元的高速计算能力和设第一象限的顺圆弧起点为A(XOyo)，且xo>yo，终点为B高速控制能力。目前许多数控系统已经用粗插补和精插补相结合(Xe,Ye)，圆心在坐标系的原点上，设圆弧方程为：X2+y2=R(1)的二级插补方案，对于精插补的实现的方案各有不同，不少数控对上式两端微分，得：-ydy=xdx(2)系统从成本出发采用软件方法来实现的，但

6、软件实现是串行的，利用矩形公式对上式求积得：运算速度低，另外，由于伺服技术的发展，尤其是对于提供了位置环的交流伺服系统，其脉冲周期以达到了微处理器指令周期的量∑(xo+i)=∑(yo+j)(3)级。考虑到中断响应周期的延迟，即使采用较高档的处理器，软件先选择一个基准轴，选坐标值小的轴为基准轴。引入判别插补还是很难提高加工速度。MESA5120运动控制卡的SOFTDMC数字运动控制器是以FPGA为基础的多轴直流伺服运动控制器。式：f：∑(x0+i)一∑(yn)(4)一块FPGA由一些逻辑器件，CPU，RAM，和可编程ROM组成，其递

7、推计算式和进给情况如：这样的FPGA就有了及其复杂、强大的并有极低成本的运动控制(1)若偏差判别，F≥。，则，Xi+：Xi"4-1,Yi+I州(5)能力。探讨以MESA5120运动控制卡的softDMC为核心，上位机通过PCI总线对softDMC寄存器进行参数化控制，设计了全数字(2)若偏差判别后Ⅱ，¨(6)化圆弧插补器，弥补了软件圆弧插补器的不足，具有很好的灵活性，实现了高速的运动控制。其他情况的圆弧插补，如表l所示。2圆弧插补的算法表1插补进给与判别函数的关系本设计中圆弧插补算法采用脉冲增量插补算法中的比较积分算法。脉冲增量插

8、补算法主要为各坐标轴进行脉冲分配计算。其特点是每次插补的结束仅产生一个行程增量，以一个个脉冲的形式输出给各进给轴的伺服电动机。目前常用的脉冲增量插补算法有逐点比较法、数字积分法和比较积分法。由于数字积分法溢出脉冲频率表中定义的“面向”某轴，是指在某