基于ATC+DS的双CU伺服运动控制器的

1、引言近年来,随着制造业的不断进步,现代制造业对精密化、精确化、高速化、自动化发展的要求越来越高,传统的运动控制器大部分采用8051系列的8位单片机,这种单片机虽然节省了开发周期,但缺乏灵活性,且运算能力有限,难以胜任高要求运作设备[

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.DSP的数据运算和处理功能十分强大,即使在很复杂的控制系统中,其采样周期也可以取得很小,控制效果可以接近于连续系统.

把DSP与单片机各自优势相结合将是高性能数控系统的发展趋势.

本文针对数控系统的要求,开发了以TI公司的高性能浮点DSP和ATMEL公司的AT89C51为主控芯片的运动控制器.

它以嵌入式工业PC作为基本平台,通过PCI接口与嵌入式工业PC协调并进行数据交换,并以DSP高速运动控制卡作细插补和伺服控制的核心,来对永磁同步电动机的运动进行控制,取得了良好的应用效果.2、HANUC

CNC2000

i系统

HANUC

CNC2000

i系统控制框图如图1所示,系统主要包括嵌入式PC、操作面板、运动控制模块、彩显、输入/输出模块、数控键盘、DNC模块几部分.为实现高速、高精确度曲面轮廓精加工,必须提高微段轮廓线的解释执行能力和伺服驱动特性,为了保证零件程序的传送、插补、加减速控制等的连续处理,

CNC应具备足够高的数据处理能力.

但普通的PC机在工业现场控制中,存在体积大、功耗高、可靠性差等缺点.

基于这种情况,

嵌入式工业微机———PCl04总线模块应运而生.

图1

HANUC

CNC2000i数控系统结构框图本系统的嵌入式PC采用Intel80486处理器,内置32M缓存,MS

-

DOS操作系统.

与传统的工业PC相比,其32M缓存保证了数控系统加工时的快速性和精确性.

因为,在加工的时候,缓存内的数据段直接和后续的译码程序相关联,所以缓存的容量越大,所存储的程序越多,执行起来也越快,并且还能进行小线段插补,充分保证了加工的精确度.

与其相连的DNC模块可通过RS232接口与上位机通信,使得整个系统具有良好的开放性.运动控制模块是本系统的核心,它以智能功率模块为开关器件,以TMSLF2407

+AT89C51为硬件控制核心,采用空间矢量控制方法.

它发出控制命令给伺服放大器,伺服放大器得到信号后发出指令控制交流永磁伺服电机,编码器将实际工作情况通过伺服放大器返回给运动控制模块,这种闭环控制模式充分保证了加工精确度.

通过正、负限位开关防止“飞车”、失控等危险事故发生.

交流伺服驱动系统的结构如图2所示.

图2

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