基于DSP的三自由度并聯(lián)機床數(shù)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)技術(shù)研究.pdf

1、隨著技術(shù)、市場、生產(chǎn)結(jié)構(gòu)等方面的快速變化，對并聯(lián)運動機床數(shù)控系統(tǒng)提出了更高的要求。傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)大都針對于串聯(lián)機床設計，不能適應并聯(lián)機床控制的要求。本系統(tǒng)根據(jù)并聯(lián)機床的控制特點，研究一種新型三自由度并聯(lián)機床數(shù)控系統(tǒng)。整個并聯(lián)機床的數(shù)控系統(tǒng)包括下位機硬件控制電路部分和上位機軟件控制部分，上位機與下位機之間通過RS232 串行接口進行實時通信。 本文開發(fā)的上位機控制軟件以WindowsXP為操作平臺，以LabVIEW為編程環(huán)境,采用

2、模塊化編程設計思想，設計制作用戶界面，主要負責G代碼文件的讀入及編輯、G代碼檢驗和譯碼、刀具軌跡的插補運算、刀具軌跡仿真以及機床調(diào)試的工作，并利用串行通訊接口與下位機控制系統(tǒng)的核心DSP通訊。主要研究并聯(lián)機床數(shù)控系統(tǒng)的譯碼模塊和插補模塊。數(shù)控系統(tǒng)的譯碼模塊可對加工信息文件進譯碼并把文件的加工和坐標信息以固定格式存儲以便數(shù)控系統(tǒng)進一步使用；并聯(lián)機床數(shù)控系統(tǒng)的插補模塊能夠根據(jù)加工信息文件中的點位信息對機床刀具軌跡進行插補運算，并將插補點的坐

3、標通過串行接口傳輸?shù)较挛粰C控制系統(tǒng)。 本文搭建的下位機控制系統(tǒng)以TMS320F2812芯片為控制核心，主要負責接收上位機發(fā)出的控制信號及軌跡信息，完成并聯(lián)機床數(shù)控系統(tǒng)中的反解運算、輸出控制信號、最終控制機床走出正確的加工軌跡。根據(jù)TMS320F2812芯片的特點，自行設計輸入輸出接口的光電隔離和電平匹配電路，并做成PCB 板的形式連接到下位機數(shù)控系統(tǒng)。同時，根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的控制需求，應用模塊化思想開發(fā)了相應的下位機驅(qū)動軟件，主要研

4、究接收數(shù)據(jù)模塊、反解運算模塊和自動運行模塊。接收數(shù)據(jù)模塊用來接收上位機發(fā)送的數(shù)據(jù)和控制指令，并能將數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后保存在專門的存儲器中；反解運算模塊能夠?qū)⒉逖a后的刀具軌跡信息轉(zhuǎn)換為并聯(lián)機床各驅(qū)動軸的運動信息，并計算出各個驅(qū)動軸脈沖的個數(shù)；自動運行模塊能同時驅(qū)動三個驅(qū)動軸的伺服電機同時連續(xù)運動，精確走出刀具軌跡。 最后，根據(jù)下位機控制系統(tǒng)擴展板的原理圖，手工制作了下位機控制系統(tǒng)的擴展板。利用并聯(lián)機床數(shù)控系統(tǒng)控制3-HSS 三自由度