多軸運動控制系統的製作方法
2023-05-30 15:22:26
專利名稱：多軸運動控制系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種控制系統，特別涉及一種數控切割機上用的多軸運動控制系統。
背景技術：
我國工廠的板材下料中應用最為普遍的是火焰切割和等離子切割，所用的設備包 括手工下料、仿形機下料、半自動切割機下料及數控切割機下料等，與其他切割方式比較而 言，手工下料隨意性大，靈活方便，並且不需要專用配套下料設備，但其缺點是割縫質量差， 尺寸誤差大，板材浪費大，後道加工工序的工作量大，同時勞動條件惡劣，用仿形機下料，雖 可提高下料工件的質量，但其必須預先加工與工件相適應的靠模，不適於單件，小批量和大 工件下料，半自動切割雖然降低了工人強度，但其功能簡單，只適合一種形狀的切割。上述 三種切割模式相對數控切割來說，成本低，操作簡單，在我國的中小企業還是在廣泛使用。 但是，隨著金屬加工業以" 焊代鑄"趨勢的加速，全自動數控切割的優勢逐漸被人 們所認識，全自動數控切割不僅使板材的利用律大幅度提高，切割質量得到改進，增加了切 割精度，而且改善了工人的勞動環境和勞動效率，創造出了極大的社會和經濟效益。正因為 如此，如何實現數控切割機上的多軸自動控制成為許多設備生產廠家亟需要解決的一個問 題。
實用新型內容針對上述現有技術的不足，本實用新型要解決的技術問題是提供一種多軸運動控 制系統來實現數控切割機上多軸自動控制。 為解決上述技術問題，本實用新型採用如下技術方案 —種多軸運動控制系統，其包括一中央處理單元，所述中央處理單元通過PCI通 信單元與一 PC機連接，所述中央處理單元通過一多路D/A轉換輸出單元與數個伺服驅動器 連接，所述伺服驅動器與驅動軸的電機連接，所述數個伺服驅動器還通過一編碼器信號採 樣單元與所述中央處理單元連接。 優選的，所述中央處理單元與所述PCI通信單元之間還設有一雙埠動態RAM。 優選的，所述雙埠動態RAM與所述PCI通信單元之間還設有一失電數據存儲單 元。 優選的，所述中央處理單元還與一擴展存儲器單元連接。 優選的，所述中央處理單元為一 AM186ER嵌入式微處理器晶片。 優選的，所述PCI通信單元為一PCI9052通訊晶片。 優選的，所述編碼器信號採樣單元為一 LS7266晶片。 優選的，所述擴展存儲器單元為一 IDT71256晶片。 優選的，所述失電數據存儲單元為一 IDT7025晶片。 上述技術方案具有如下有益效果該多軸控制系統將PC機的信息處理能力和開放式的特點與中央處理單元的運動軌跡控制能力有機地結合在一起，通過D/A轉換輸出單 元控制驅動軸的電機轉動，並通過編碼器信號採樣單元將電機的轉動情況反饋給中央處理 單元，從而實現數個驅動軸的全閉環控制。 上述說明僅是本實用新型技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技 術手段，並可依照說明書的內容予以實施，以下以本實用新型的較佳實施例並配合附圖詳 細說明如後。本實用新型的具體實施方式
由以下實施例及其附圖詳細給出。
圖1為本實用新型實施例的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖，對本實用新型的優選實施例進行詳細的介紹。 如圖1所示，該多軸運動控制系統包括一中央處理單元5，中央處理單元5通過數 據總線與雙埠動態RAM 4連接，雙埠動態RAM 4通過數據總線與PCI通信單元2連接， 雙埠動態RAM 4與PCI通信單元2之間的數據總線上還設有失電數據存儲單元3，中央處 理單元5通過邏輯電路10控制雙埠動態RAM 4與PCI通信單元2或中央處理單元5之 間的通信，PCI通信單元2與PC機1連接。作為一種優選，該中央處理單元5採用AM186ER 晶片，PCI通信單元採用PCI9052通訊晶片，失電數據存儲單元採用IDT7025晶片。 中央處理單元5還通過一多路D/A轉換輸出單元9與數個伺服驅動器12連接，伺 服驅動器12與驅動軸的電機11連接，驅動電機11轉動。該數個伺服驅動器12通過一個 編碼器信號採樣單元8將電機11轉動的情況反饋回中央處理單元5。中央處理單元5上還 設有一擴展存儲器單元6，中央處理單元5通過一通用邏輯輸入/輸出電路7來控制中央處 理單元5與多路D/A轉換輸出單元9、編碼器信號採樣單元8和擴展存儲器單元6之間的數 據通信。作為一種優選，編碼器信號採樣單元8採用LS7266晶片，擴展存儲器單元6採用 IDT71256晶片。 該多軸運動控制系統由中央處理單元5與PC機1構成主從式控制結構，總線採 用PCI模式，無需進行任何跳線設置，所有資源自動配置，PC機1負責人機互動界面的管理 和控制系統的實時監控等方面的工作(如鍵盤和滑鼠的管理、系統狀態的顯示、運動軌跡 規劃、控制指令的發送、外部信號的監控等等)；中央處理單元5完成運動控制的所有細節 (包括模擬量信號的輸出、自動升降速的處理、原點和限位等信號的檢測等等)。 PCI通訊單元2實現PC機1和中央處理單元5的數據交互，運動信息和控制信號 通過PCI通訊單元2由PC機1傳給雙埠動態RAM 4，中央處理單元5讀取雙埠動態RAM 4並進行運算處理後，將結果通過多路D/A轉換單元9和通用邏輯輸入/輸出電路7輸出 到伺服驅動器12和外部電路上。同樣中央處理單元5接收來自通用邏輯輸入/輸出電路 7和編碼器信號採樣單元8的數據，並通過雙埠 RAM 4和PCI通訊單元2傳送到PC機1 。 中央處理單元5作為主處理器，統籌協調數控系統中各個軸的運動。失電數據存 儲單元3可實現斷點記憶、沿路徑返回等切割功能，提高材料的利用率和系統可靠性。擴展 存儲器單元6負責存儲系統工作時的數據，部分數據通過中央處理單元5進入擴展外部存 儲器單元進行存儲，並隨時供中央處理單元5讀取。[0024] 雙埠動態RAM 4的高4KB空間用於PC機向中央處理單元5下載數據，如果數據 大於4KB，則存在著一次不能夠把全部數據下載到中央處理單元5中的問題。因此，可採取 了向雙埠動態RAM 4中循環寫入數據的辦法，即PC機1向雙埠動態RAM 4—次只寫入 4KB數據，接著向中央處理單元5申請中斷。中央處理單元5響應中斷一次性將4KB數據復 制到中央處理單元5其他大容量存儲空間(如擴展SRAM)中，然後雙埠動態RAM 4的空 間。此時PC機1便可再寫入4KB數據，如此循環往復，直到將所有數據都寫入中央處理單 元5中。 中央處理單元5的程序軟體在上電初期，便通過PIC通信單元2下載到雙埠動 態RAM 4中，在此期間，中央處理單元5在PC機1的控制下處於復位未啟動狀態，程序下載 完成後，PC機1發出啟動命令，中央處理單元5啟動，讀取雙埠動態RAM 4中的程序軟體， 開始正常工作。 以上對本實用新型實施例所提供的一種多軸運動控制系統進行了詳細介紹，對於 本領域的一般技術人員，依據本實用新型實施例的思想，在具體實施方式
及應用範圍上均 會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本實用新型的限制，凡依本實用新型 設計思想所做的任何改變都在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求一種多軸運動控制系統，其特徵在於其包括一中央處理單元，所述中央處理單元通過PCI通信單元與一PC機連接，所述中央處理單元通過一多路D/A轉換輸出單元與數個伺服驅動器連接，所述伺服驅動器與驅動軸的電機連接，所述數個伺服驅動器還通過一編碼器信號採樣單元與所述中央處理單元連接。
2. 根據權利要求1所述的多軸運動控制系統，其特徵在於所述中央處理單元與所述PCI通信單元之間還設有一雙埠動態RAM。
3. 根據權利要求2所述的多軸運動控制系統，其特徵在於所述雙埠動態RAM與所 述PCI通信單元之間還設有一失電數據存儲單元。
4. 根據權利要求1所述的多軸運動控制系統，其特徵在於所述中央處理單元還與一 擴展存儲器單元連接。
5. 根據權利要求l所述的多軸運動控制系統，其特徵在於所述中央處理單元為一AM186ER嵌入式微處理器晶片。
6. 根據權利要求1所述的多軸運動控制系統，其特徵在於所述PCI通信單元為一 PCI9052通訊晶片。
7. 根據權利要求1所述的多軸運動控制系統，其特徵在於所述編碼器信號採樣單元 為一 LS7266晶片。
8. 根據權利要求4所述的多軸運動控制系統，其特徵在於所述擴展存儲器單元為一 IDT71256晶片。
9. 根據權利要求3所述的多軸運動控制系統，其特徵在於所述失電數據存儲單元為 一 IDT7025晶片。
專利摘要本實用新型公開了一種多軸運動控制系統，其包括一中央處理單元，所述中央處理單元通過PCI通信單元與一PC機連接，所述中央處理單元通過一多路D/A轉換輸出單元與數個伺服驅動器連接，所述伺服驅動器與驅動軸的電機連接，所述數個伺服驅動器還通過一編碼器信號採樣單元與所述中央處理單元連接。該多軸控制系統將PC機的信息處理能力和開放式的特點與中央處理單元的運動軌跡控制能力有機地結合在一起，通過D/A轉換輸出單元控制驅動軸的電機轉動，並通過編碼器信號採樣單元將電機的轉動情況反饋給中央處理單元，從而實現數個驅動軸的全閉環控制。
文檔編號G05B19/414GK201548839SQ20092023582
公開日2010年8月11日 申請日期2009年10月12日 優先權日2009年10月12日
發明者張克平 申請人:崑山乾坤機器製造有限公司