[發明專利]基于FPGA的線切割設備控制裝置及方法

有效

• 申請號: 201810610234.6
• 申請日: 2018-06-13
• 公開（公告）號: CN108681286B
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發明（設計）人: 趙占鋒;于壽鵬;萬江華;方恒陽;李正軍
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（威海）;蘇州寶時格數控設備制造有限公司;威海奇趣教育科技有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 威海科星專利事務所 37202
• 代理人: 初姣姣

1.一種基于FPGA的線切割設備控制方法，通過基于FPGA的線切割設備控制裝置實現，所述基于FPGA的線切割設備控制裝置設有上位機、閉環控制卡、電動機驅動器、電動機、絲杠，其中電動機驅動絲杠運動，上位機與閉環控制卡通信，閉環控制卡與電動機驅動器通信，其特征在于還設有用于采集絲杠位移數據的光柵尺；所述閉環控制卡上設有閉環控制單元，閉環控制單元的前端設有用于識別并解碼上位機命令的信號解碼單元，閉環控制單元的后端設有用于下發適應不同電動機驅動器型號的編碼輸出單元，還設有光柵尺信號解碼單元，光柵尺信號解碼單元的輸入端與光柵尺的輸出端相連接，光柵尺信號解碼單元的輸出端與閉環控制單元相連接；所述閉環控制單元中設有用于接收光柵尺輸出信號解碼后獲得的正/反轉數據以及脈沖數的光柵尺解碼結果接收模塊、用于接收信號解碼單元輸出正/反轉數據以及脈沖數的本地接收模塊、比較模塊、命令輸出模塊，其中光柵尺解碼結果接收模塊、本地接收模塊的輸出端分別與比較模塊的輸入端相接，比較模塊的輸出端與命令輸出模塊的輸入端相接；其特征在于，基于FPGA的線切割設備控制方法包括以下步驟：

步驟1：上位機下發控制信號至閉環控制卡，控制信號包括電動機正/反轉信號和脈沖數信號，閉環控制卡上的信號解碼單元根據電動機驅動器的規格對控制信號進行解碼，獲得上位機下發的電動機正/反轉控制信號和脈沖數控制信號；

步驟2：本地接收模塊接收步驟1獲得的控制信號，同時光柵尺解碼結果接收模塊獲取光柵尺的測量數據，光柵尺的測量數據通過光柵尺信號解碼單元進行解碼后獲得，包括當前電動機或絲杠的正/反轉信號和脈沖數信號；

步驟3：本地接收模塊將獲得的控制信號送入比較模塊，同時光柵尺解碼結果接收模塊將光柵尺的測量數據送入比較模塊，比較模塊對兩組數據進行比對，當兩組信號的轉向一致，比較兩組信號中脈沖數，獲得差值A，當差值A處于允許誤差范圍內，命令輸出模塊輸出本地接收模塊中的控制信號；當差值A超出允許誤差范圍，命令輸出模塊輸出連續脈沖控制信號或拉反控制信號，至差值A處于允許誤差范圍內為止。

2.根據權利要求1所述的一種基于FPGA的線切割設備控制方法，其特征在于步驟3中命令輸出模塊輸出的控制信號包括電動機或絲杠正/反轉控制信號和脈沖數，控制信號經倍頻模塊進行處理后，再經編碼輸出單元送至電動機驅動器，通過與倍頻模塊相連接的選擇模塊進行倍數選擇，調整控制信號中實際輸出的脈沖數，從而實現絲杠更平穩的位移。