与交换异步电机一样

对步进电机采用开环节制,但为了将铣刀具体呈现给用户,同时批改节制及活动部门不成预见的误差,能够正在步进电机上安拆编码器。通过联轴器将二者相连。编码器脉冲信号经8253计数后可获得被丈量的数字信号,然后经地址锁存器毗连到扩展总线 位数据总线暗示计数值,处置器先读低8位后读高8位,计数范畴是0 ~65 535。同时,鉴向器占用数据总线 位暗示各电机扭转标的目的。正在单脉冲模式下,编码器脉冲由D触发器CD4013鉴相,处置器通过判断凹凸电平得知电机扭转标的目的。为了抗干扰和实现电气隔离,正在取步进电机驱动器的脉冲信号和标的目的信号的端口毗连时采用了光电隔离器件。D触发器鉴相如图2。

伺服电机的节制取反馈由驱动器完成,数控系统只需将指令信号发送至驱动器中。由处置器的通用I/O口发生伺服电机的脉冲信号和标的目的信号。伺服驱动器一般需要差分信号做为输入,故采用26LS31芯片做为其输出驱动电,颠末光耦的隔离间接毗连到伺服电机驱动器上。

G代码是国际通用的机床加工代码,其编译的思惟是: 起首将G代码文件读入流中,逐行阐发其意义,而且带有查错功能。当碰到子法式跳转时记实文件出其和轮回次数时,子法式前往后从记实继续施行;碰到从轴扭转时,正在编件中写入扭转标记和PWM 的脉宽; 碰到插补号令时写入脉冲标记和每步的三坐标脉冲信号诸如斯类。最初生成记实整套加工步调的二进制文件。编译流程如图5所示。

S3C2410X 处置器从频最高为202MH z,5级指令流水线,能够运转起嵌入式Linux操做系统并能进行较为复杂的消息处置,带有乘累加运单位,而且采用NAND FLASH 取SDRAM 组合来存储数据和法式,包罗1个LCD节制器、SDRAM 节制器、3个通道的UART、4个具有PWM 功能的计时器和1个内部时钟、2个USB从机接口和1个USB设备接口等。地方处置器S3C2410X内部资本十分丰硕,内置16 KB 指令高速缓存和16KB数据高速缓存,根基满脚用户对快速性的要求。能够获得很是高的性价比。

数控铣床节制系统利用逐点比力法实现曲线和圆弧插补算法。以刀的当前为起点,以G代码给定为起点,正在其间的曲线或圆弧上插入拟合点,按照这些点发生一系列三坐标脉冲信号。逐点比力法的缺陷是圆弧插补只能走x 或y 标的目的的正交线,而缺失了最该当正在圆弧插补中呈现的由x、y 标的目的合成的±45/135°斜线,系统按照圆弧相对于x 或y 轴的倾向性,使插补过程中正在圆弧的±45 /135°附近尽量利用斜线,使得插补精度更高、步数更少。图6 是由M atlab仿实获得的改良算法和保守算法的比力,若是定义抱负曲线和拟和曲线的误差为两曲线相夹的面积(图中灰色部门) , 可看出改良算法的误差较小。

编写加工法式时,一般只考虑刀具核心沿零件轮廓切削,而忽略刀具半径对加工的影响,正在现实加工时需要正在刀具核心取刀具切削点之间进行偏置,弥补上述影响。这种变换过程即为刀具弥补。系统采用的是带有过度毗连的C刀具弥补算法,该算法比力复杂,取很多要素相关,为此定义了一个布局做为刀补函数的参数,该函数更改插补始末、添加过渡曲线实现刀补功能。参数布局如下,

以ARM9微处置器为硬件平台,免费的Linux操做系统为软件平台,开辟了嵌入式数控铣床,实现了对步进电机和伺服电机的节制。 正在对制做的电板和编程的系统法式尝试的根本上表白,取保守数控系统比拟,嵌入式数控系统阐扬了其耗能少、成本低、体积小等劣势。

扩展板卡即把步进电机驱动器节制接口、伺服电机驱动器节制接口、编码器接口集成正在一个上,做为节制数控铣床的节制卡,来节制步进电机和伺服电机的运转。

目前国内利用的数控系统凡是是正在通用计较机或工控机的根本上加拆活动节制卡,利用Windows操做系统,并安拆高贵的数控软件形成的。如许的系统软件成本高、硬件资本华侈、功耗大。而嵌入式产物具有系统布局精简、功耗低等特点,能填补保守数控系统的不脚。免费软件

而正在三个步进电机的设备驱动法式中,向步进电机发送持续信号定义为写操做; 从8253中读数据定义为读操做; 由键盘节制各电灵活做做为自定义操做。

保守数控系统的利用流程是先由用户编纂G代码或其它格局的加工文件,数控系统按照该文件中代码的意义,节制刀具做出响应的动做。所以正在软件方面,系统需要供给文本编纂功能、对加工文件的编译功能、电机驱能等。为了利用户验证加工法式的正误,系统还要供给仿实功能,将走刀过程展示给用户。

机床目前设想为3轴联动,为将来能扩展为5轴,设想留有5组接线端子。每组需要两个接线端子取驱动器相连(采用单脉冲体例),此中一个端子通过导线毗连步进电机驱动器的CP, 供给给步进电机脉冲信号,节制它动弹,另一个接驱动器的CW, 节制电机的动弹标的目的,使电机能够完成正转、反转和遏制动做。对电机的速度节制是通过软件节制脉冲的输出频次实现的。经比力决定选择三相夹杂式步进电机驱动器BD3SFB。因BD3SFB驱动器可兼容两相、四相和五相的工做体例,且有更高的定位精度,可节制电机正在肆意细分步数环境下,如6000步/转时切确定位。 电机和驱动器间仅用3根线毗连,取交换异步电机一样,削减连线犯错的可能性。

系统采用10M 的以太网接口芯片CS8900A, 这是用于嵌入式设备的低成本以太局域网节制器。通过尺度收集接口数控系统能够毗连到Internet或局域网上。

本文所述的恰是以Linux操做系统为软件平台,以ARM9微处置器为硬件平台,以数控铣床为布景,自从研发数控硬件及软件的嵌入式数控铣床节制系统。

为了实现收集功能,本系统还移植了嵌入式浏览器Konqueror/Embedded, 这是一款软件。因为浏览器能够拜候HTTP、FTP、SMTP、NNTP等多种分歧和谈的办事,故安拆浏览器可谓一举多得,移植过程参考文献。软件布局如图3所示。

伺服电机需要的信号是PWM 波形节制信号,因而伺服电机驱动程次第要是实现脉宽调制。这个脉宽调制是操纵一个按时器,并按照由SPWM 算法获得的延迟时间,节制一个通用I /O端口凹凸电平持续时间获得的。系统发生的PWM 波形如下图4所示。