基于pc運動控制板卡的交流伺服控制系統(tǒng)課件

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1、5基于PC運動控制板卡的交流伺服運動控制系統(tǒng)5.1開放式運動控制系統(tǒng)5.2PMAC運動控制器5.3PCI運動控制卡設(shè)計基于PC的伺服運動控制系統(tǒng)是一種開放式結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，可以充分利用PC機的資源和第三方軟件資源完成用戶應(yīng)用程序的開發(fā)，將生成的應(yīng)用程序指令通過PC并行總線傳送給運動控制器，運動控制器根據(jù)來自PC機的應(yīng)用程序命令，按照設(shè)定的運動模式，向驅(qū)動器發(fā)出運動指令，完成相應(yīng)的實時運動規(guī)劃。5.1開放式運動控制系統(tǒng)5.1.1開放式數(shù)控系統(tǒng)一般數(shù)控系統(tǒng)由3部分組成：1，MMC：人機接口2，CNC：運動控制部分，包括伺服部分，但一般主軸在PLC部分。3，PLC：機床的順控部分人機接口NC控制器

2、伺服驅(qū)動器數(shù)控機床傳感器機床強電MMCCNCPLC5.1開放式運動控制系統(tǒng)1、傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)軟件功能模塊數(shù)控裝置控制模塊管理模塊電機運動控制位置運動控制插補計算刀補計算速度處理G功能處理監(jiān)控處理中斷處理PLC處理誤差補償數(shù)控軟件功能模塊電機運動控制插補計算刀補計算監(jiān)控處理中斷處理勻速控制加/減速控制直線、圓弧插補螺旋線、空間插補刀具半徑補償?shù)毒唛L度補償鍵盤處理顯示處理報警處理急停處理部分控制模塊功能隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)變得越來越復(fù)雜，暴露出許多自身固有的缺陷。最大的問題是，這些數(shù)控系統(tǒng)都是專門設(shè)計的，它們具有不同的編程語言、非標(biāo)準(zhǔn)的人機接口、多種實時操作系統(tǒng)、非標(biāo)準(zhǔn)的硬件接

3、口等，這些缺陷造成了數(shù)控系統(tǒng)使用和維護的不便，也限制了數(shù)控技術(shù)的進一步發(fā)展。為了解決這些問題，人們提出了“開放式數(shù)控系統(tǒng)”的概念。這個概念最早見于1987年美國的NGC(NextGenerationController)計劃，NGC控制技術(shù)通過實現(xiàn)基于相互操作和分級式的軟件模塊的“開放式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范（SOSAS）”找到解決問題的辦法。一個開放式的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)能夠使供應(yīng)商為實現(xiàn)專門的最佳方案去定制控制系統(tǒng)。2、開放式數(shù)控系統(tǒng)（1）開放式數(shù)控系統(tǒng)的定義IEEE關(guān)于開放式系統(tǒng)的定義：一個開放式數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)能夠在多平臺上運行，能夠與其他系統(tǒng)進行操作，并能夠給用戶提供一致的交互界面；系統(tǒng)互換

4、性；可伸縮性；可移植性；互操作性；可擴展性；不依賴于硬件、模塊化；（2）開放式數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式：PC連接型NC即將現(xiàn)有原型CNC與PC用通用串行線直接相連的一種組成形式:DNCPC嵌入型NC即在傳統(tǒng)的專用數(shù)控機床中嵌入PC技術(shù)，PC與CNC之間用專用總線連接。－８４０系統(tǒng)。運動控制器+PC型即在通用PC的擴展槽中插入運動控制卡，完全采用以PC為硬件平臺的數(shù)控系統(tǒng)。－PMAC運動控制器全軟件型NC即完全采用PC的全軟件形式的數(shù)控系統(tǒng)。NC的全部功能處理全由PC進行，并通過裝在PC擴展槽中的接口卡等進行控制。STEP-NC（3）PC嵌入型NC即在傳統(tǒng)的專用數(shù)控機床中嵌入PC技術(shù)，PC與CN

5、C之間用專用總線連接。其優(yōu)點是原型CNC幾乎可以不加改動的使用，且數(shù)據(jù)傳送速度快、系統(tǒng)響應(yīng)快。其目的是增加數(shù)控系統(tǒng)的計算機功能，實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)和大規(guī)模數(shù)據(jù)處理。如FANUC公司的150/160/180/210系統(tǒng)、Siemens840D系統(tǒng)、Num1060系統(tǒng)、AB9/360等數(shù)控系統(tǒng)。（4）軟件數(shù)控它的CNC軟件全部裝在計算機中，而硬件部分僅是計算機與伺服驅(qū)動和外部I/O之間的標(biāo)準(zhǔn)化通用接口。目前由于存在著操作系統(tǒng)的實時性標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一性及系統(tǒng)穩(wěn)定性等問題，這種系統(tǒng)目前正處于探求階段，還沒有大規(guī)模投入到實際的應(yīng)用中。目前全軟件型NC的典型產(chǎn)品有美國MDSI公司的OpenCNC、德國PowerAut

6、omation公司的PA8000NT等。常用的運動控制器主要包括PLC、PC-Based運動控制卡、專用系統(tǒng)和驅(qū)動器集成運動控制。運動控制卡是一種PC-Based的運動控制器，主要廠商包括DeltaTAU(PMAC)、GALIL(DMC)、Bardor、Trio（英國翠歐）、NI、Advantech、Adlink、Googol（固高）、雷賽、眾為興、成都步進、摩信等。PMAC在高端市場表現(xiàn)最好，GALIL也表現(xiàn)不錯。從數(shù)量上講，國內(nèi)的廠商的出貨量更多，但是主要針對低端市場。（5）基于運動控制卡的開放式數(shù)控系統(tǒng)計算機運動控制器基本模塊I/O模塊PCI總線數(shù)控系統(tǒng)（運動控制器）伺服驅(qū)動器開關(guān)

7、量I/O其它I/O伺服輔助控制信號運動控制指令位置反饋伺服電機主軸驅(qū)動器5.1.2基于運動控制器的數(shù)控系統(tǒng)（功能概圖）5.1.2基于運動控制器的數(shù)控系統(tǒng)（PCI總線）數(shù)控裝置控制模塊管理模塊電機運動控制位置運動控制插補計算刀補計算速度處理G功能處理監(jiān)控處理中斷處理PLC處理誤差補償5.1.2基于運動控制器的數(shù)控系統(tǒng)（軟件系統(tǒng)）PMAC-ProgrammableMulti-AxisController是可編程多軸運動控制器，也稱運動控