基于SERCOS-Ⅱ的机床数控系统实时通信与同步控制研究.pdf

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1、第2期组合机床与自动化加工技术N0．22012年2月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueFeb．2012文章编号：1001—2265(2012)02—0054—04基于SERCOS—II的机床数控系统实时通信与同步控制研究方培潘，皮佑国(华南理工大学自动化科学与工程学院，广州510640)摘要：现代数控机床和加工中心对实时接收数据和同步运动控制提出了更高的要求。论文对脉冲式数控系统进行简要述评的基础上，提出了基于SERCOSII串行

2、实时总线通信的机床数控系统架构：以运动控制器为主站，进给伺服驱动器为从站的主从式环形网络，并以通信周期为基准协调该多CPU结构。论文将提出的系统用于XKHL650型立式加工中心数字化控制，并提出了各进给轴伺服驱动电流环同步控制方法。该方法使各进给轴伺服驱动电流指令达到1txs的同步精度，从而保证了机床各进给轴动作的一致性。实验和加工运行表明基于SERCOSII总线通信的数控系统满足高实时性高精度的加工要求。关键词：SERCOS；数控系统；实时性通讯；同步性通讯；电流环同步校正中图分类号：TM30

3、1文献标识码：AResearchofReal-timeCommunicationandSynchronousControlofSERCOS．IIinCNCSystemFANGPei—pan，PIYou—guo(SchoolofAutomationScienceandEngineering，SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou510640，China)Abstract：ModernCNCmachinetoolsandmachiningcentersp

4、roposedmuchhigherrequiementstothereal—timereceivingdataandsynchrOnizatiOnmotioncontrols．Inthispaper，afterabriefcommentaryofpulseCNCsystem，aserialreal-timecommunicationfieldbussystembasedonSERCOS-I1waspro—posed：themotioncontrollerasthemasterstationand

5、feedservodriveforslavestationforthemaster—slaveringnetwork，andtocoordinatemulti—CPUstructurewiththebenchmarkofthecommunicationcy-cle．ThissystemisusedforXKHL650verticalmachiningcenterdigitalcontrol，andthenasynchronouscontrolmethodofcurrentloopamongser

6、vofeeddriverswasproposed．Thisapproachallowseachaxisservodrivecurrentcommandto1USsynchronizedprecision，thusensuringthemachinetoolaxismotionconsistency．ExperimentalandprocessingoperationsuggeststhattheCNCsystembasedonSERCOS—IIbuscommunicationsystemmeet

7、ingthehighreal-timeCNCprecisionmachiningrequirements．Keywords：SERCOS；CNC；Real—timecommunication；synchronouscommunicationcurrent-loop—rectify缺点，已经不能满足现代数控高速高精度高实时性O引言与开放性的发展趋势。。为了满足现代数控机床随着开放式数控系统和数字伺服技术的发展，和加工中心实时接收数据，并达到同步运动控制的如何实现控制单元与交流伺服装置之间的高速数字

8、要求，就必须采用高效的、具有同步特性的数控实时通信是一个运动控制领域面临的关键问题。由于传通讯接口。同时为了实现高强度和高精度的应统模拟接口通讯方式存在着信息量有限，对噪声敏用，必须将整个数据总线系统的同步准确性控制在感，可靠性不高，带宽低，接线复杂，系统调试困难等收稿日期：2011—08—11基金项目：广东省产学研结合项目(2009B090300269)作者简介：方培潘(1986一)，男，广东揭阳人，华南理工大学硕士研究生，研究方向为数控系统、嵌入式系统，(E—mail)fangpeipan@