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“位置控制卡+ PC104”的开放式形式数控系统

更新时间:2013-01-21 11:39:11 信息编号:79479
“位置控制卡+ PC104”的开放式形式数控系统
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这里选用PCIO4工控机作为上位机,搭建了“位置控制卡+ PC104”的开放式形式数控系统,系统的组成框。 
(1)尺寸结构小:标准模块的机械尺寸是3.6x 3 .8英寸。 

(2)堆栈式连接:总线以“针”和“孔”形式层叠连接.即PC104总线模块之间,总线的连接是通过上层的针和下层的孔相互咬和相连,这种层叠封装有极好的抗震性。 

(3)轻松总线驱动:减少元件数量和电源消耗,4-A总线驱动即可使模块正常工作。 

正是由于PC104体积小,功耗小,联接可靠,采用PC104作为主机,可以大大减小CNC控制器的体积系统更加紧凑可靠。 

根据功能的不同可将系统分成如下各模块:系统管理模块、运动控制模块、数字一脉冲伺服接口模块、电气控制模块、机床面板操作模块和伺服驱动模块。下面分别加以简要介绍。 

(1)管理模块和运动控制模块 

这部分功能主要由上位机PC104实现,主要任务是管理和组织整个CNC系统有条不紊地工作,主要包括CNC加工中心的程序的输人、编辑编译,中断管理,故障的自诊断,完成各种控制算法和插补算法响应操作面板和键盘的输人,同时还要把运动控制器反馈的数据,机床工作状态,在CRT上显示出来。 

(2)数字一脉冲伺服接口模块和电气控制模块 

基于CPLD的位置控制卡在每个插补周期内接收来自上位机(PC104)的位置信息,将其转换成主轴及进给系统的控制信息(一定频率和个数的脉冲),实现精确的位置控制;同时实现其他辅助电路功能,如主轴起停,工件的夹紧、松开,冷却液开/关等功能。即实现了数字一脉冲接口功能和电气控制功能口 

(3)机床面板操作模块和伺服驱动模块 

机床操作面板则用单片机进行管理。单片机实时对面板各按键进行扫描,并计算出键值,通过串口与上位机进行通信。 

驱动器为SANYOQ系列,采用位置控制方式,位置控制卡发出的脉冲与方向信号分别差分输出至驱动器。卡上的输出口通过中间继电器控制驱动器的伺服ON的接通,而输入口也通过中间继电器读人驱动器输出的伺服准备好以及伺服报警等信号。

系统的开放性及其抗干扰设计上面所介绍的基于PC的高速雕铣机的开放式数控系统由于采用了“位置控制卡+代,的形式,结构简单,可靠易扩展。 

在设计中,不管是系统整体设计还是像位置控制卡的CPLD部分的局部设计,都注重模块化的设计理念,将各部分功能模块化,并进行相应的硬件或逻辑设计。系统各模块间基本上都是通过标准接口来实现互连通信,因此,各部分可根据实际需要选用组合,也可单独应用到其他的数控加工中心系统,使得系统的灵活性和可扩展性大大提高。如基于CPL1)的位置控制卡,以插针插槽的形式,连人PC04总线,直接与上位机进行通信,从而可移植到与PC104兼容的不同PC机上;操作面板模块则通过标准串口与上位机通信。从一定程度来说,该系统较好的实现了开放化要求。 

 资料来源:东莞市欧驰精密数控设备有限公司 http://www.dgoccnc.com/
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