[發明專利]一種用于微型切割機的數控系統

無效

• 申請號: 200810032293.6
• 申請日: 2008-01-04
• 公開（公告）號: CN101477355A
• 公開（公告）日: 2009-07-08
• 發明（設計）人: 李成剛;于青青
• 申請（專利權）人: 李成剛;于青青
• 主分類號: G05B19/414
• 分類號: G05B19/414
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及計算機數控系統領域，更具體的說，是關于一種用于微型切割機的數控系統。

背景技術

數控機床自20世紀中期誕生以來，它的數控系統隨著電子器件的更新換代也不斷發展。特別是超大規模集成電路技術和微處理器引入數控系統，以及直流和交流伺服驅動技術的成熟，大大推動了數控機床的發展。今天數控機床已經發展成為一種高度機電一體化的典型產品，成為現代生產系統的基本單元，是支撐先進制造技術的基礎核心設備，它的發展代表了一個國家設計制造水平。

目前一般的微型數控切割機由數控系統、包含伺服電機和檢測反饋裝置的伺服系統、機床本體和各類各類輔助裝置組成。本發明針對其中的數控系統和伺服系統的軟、硬件重新設計，實現了一種基于DSP和單片機微處理器的微型切割機專用數控系統，在實際運行中切實可行。本系統經反復測試，可靠性高、抗干擾能力強。并且，和目前廣泛使用的工業PC機配合運空控制卡的數控系統相比，本系統擁有極高的性價比，更加符合中國的國情，有良好的市場前景。

發明內容

本發明所解決的問題是提供一種用于微型切割機的數控系統。該系統基于單片機控制和DSP模塊控制的組合控制策略。

本發明的發明目的是通過如下技術方案實現的：一種用于微型切割機的數控系統，由單片機模塊、DSP運動控制模塊、通訊模塊和交流伺服模塊組成。

系統設計目標

根據切割機床對數控系統的要求，提出本系統的各項技術指標：：

1.)數控系統的硬件設計和選型，首先應當保證該系統能夠穩定運行，然后綜合考慮它的運算速度、中斷能力、與外部設備連接(擴展)是否方便等指標。

2.)合理的數控軟件保證切割機床的實時控制和可靠運行，同時應根據實際的操作環境及流程為操作人員作詳盡的考慮。

3.)采用交流伺服系統，控制精度高，響應速度快。

4.)系統要具有較強的通訊能力，如鍵盤、USB等。

其中，

單片機模塊采用W78E54B是一塊8位的51兼容的單片機。具有64KB的程序存儲空間和512字節的數據存儲空間，適用晶振的頻率范圍大。在實際應用中，使用頻率為24Mhz的晶振可以滿足對CPU速度的要求。

DSP運動控制模塊采用MS32028X系列，為TI公司推出的目前國際市場上最先進、功能最強大的32位定點DSP芯片。它既具有數字信號處理能力，又具有強大的事件管理能力和嵌入式控制功能，特別適合于電機、馬達伺服控制系統等。

通訊模塊DSP和單片機之間的通訊是通過雙口RAM和中斷實現的。雙口RAM是常見的共享式多端口存儲器，一個存儲器配備兩套獨立的地址、數據和控制線，允許兩個獨立的CPU或控制器同時異步地訪問存儲單元，是實現CPU之間通信的一種簡便有效的方法。

交流伺服系統采用松下公司的MSMD082P1伺服電機，電機額定功率750W，內置分辨率10000的增量式編碼器。

采用如上所述的技術方案后，本發明具有如下優越性：

a.)在單片機基礎上，實現的人機接口(LED、鍵盤)，人機界面友好，圖形顯示直觀，符合行業規范。

b.)基于SL811HS芯片開發的USB讀寫模塊，使用戶可以在PC編程，然后存儲到每臺數控機床，大大減少了工作量。從工業現場的操作可行性來看，U盤操作優于串口通訊或網絡傳輸，成本低且經濟實用。

c.)利用DSP?C語言開發了大量的數控系統底層算法，執行速度快，實時性強，在實際執行中取得了良好的效果。

d.)通過雙口RAM，自定義了一套單片機和DSP之間的通訊協議，允許用戶通過此接口訪問DSP底層算法，提高了系統的開放型。

e.)本系統支持數控機床標準G代碼，用戶可以選擇絕對坐標編程和相對坐標編程兩種編程模式，適合不同習慣的用戶。

f.)本系統實現了同類國外系統的大部分功能，很好地滿足了切割過程中的特殊加工工藝要求，可以經過改造應用到其他的高速運動裝置控制。

附圖說明

圖1為本發明的系統總體結構圖；

圖2為本發明的單片機模塊功能框圖；

圖3為本發明的DSP運動控制模塊功能框圖；

圖4為本發明的通訊模塊功能框圖；

圖5為本發明的交流伺服系統功能框圖；

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做詳細描述。

系統總體結構如圖1所示。