基于PMAC的軋輥磨床數控系統的開(kāi)發(fā)
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1 PMAC簡(jiǎn)介
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/201612/328847.htmPMAC (programable multiaxes controller)可編程運動(dòng)控制器是美國Delat Tau公司推出的開(kāi)放式多軸運動(dòng)控制器,該控制器自帶高速CPU,并提供快捷的可視化開(kāi)發(fā)平臺,是眾多運動(dòng)控制器中性能比較優(yōu)越的控制器之一。PMAC運動(dòng)控制器功能強大,它集成了位控板、PLC、I/O 等多個(gè)功能模塊,CNC系統低層的實(shí)時(shí)任務(wù)大多由PMAC來(lái)完成,CNC系統的接口也都是圍繞PMAC來(lái)設計的。它使用Motorola的DSP560001數字信號處理器作為它的核心,提供運動(dòng)控制、離散控制、內務(wù)處理、同主機的交互等強大功能。它可同時(shí)控制1～8個(gè)軸,既可單獨執行存儲于其內部的運動(dòng)程序,也可執行運動(dòng)程序和PLC程序,并可進(jìn)行伺服環(huán)更新及以串行方式、并行方式、雙端口RAM方式和上位PC機通信?；赑MAC優(yōu)良的處理功能和開(kāi)放性,尤其是其強大的運動(dòng)控制能力,為此,選擇了PMAC作為軋輥磨床數控系統的基礎。
2 硬件結構設計
系統硬件結構框圖如圖1所示。使用的PMAC運動(dòng)控制器可同時(shí)控制5根軸,各軸既可以單獨運動(dòng)又可聯(lián)動(dòng),給開(kāi)發(fā)人員提供了很大的靈活性。主要的運動(dòng)軸有3根:拖板往復移動(dòng)軸( Z軸) 、磨架橫進(jìn)給軸(X軸) 、中凸(凹)正弦曲線(xiàn)磨削軸(U 軸) 。另外兩根是CNC測量軸( X1、X2 軸) 。在圖1 中,ACC - 8P是外接接口卡, PMAC通過(guò)它帶動(dòng)伺服單元, 同時(shí)編碼器的反饋信號也是通過(guò)它反饋到PMAC中。每個(gè)ACC - 8P可提供4個(gè)伺服驅動(dòng)器接口, 3個(gè)ACC - 8P的12個(gè)接口除了接5個(gè)伺服電機外,還用于接編碼器、光柵尺、手動(dòng)脈沖發(fā)生器等。PMAC通過(guò)外接擴展I/O接口卡ACC - 3E控制各個(gè)I/O口,包括控制面板上各個(gè)按鈕、信號燈的控制及砂輪電機、頭架電機、各液壓電機的起停等。
圖1 系統硬件連接圖
整個(gè)系統的硬件設計除了總體設計外,還包括面板設計、系統的強電和弱電控制設計、電控柜及支撐件設計等方面的內容。
3 軟件設計
該系統是以PMAC作為CNC模塊,工控機系統為系統支持單元的雙CPU數控系統?？蛇M(jìn)行人機接口和非實(shí)時(shí)控制部件的定制和參數化、實(shí)時(shí)控制部件的參數化。工控機作為上位機, 負責各種資源管理, 對下位機程序調度與控制、與下位機實(shí)時(shí)通信, 以及人機交互功能的實(shí)現; PMAC作為下位機, 完成對軋輥磨床的運動(dòng)控制和各種輔助操作的控制。這種設計充分考慮了控制系統的可靠性、高效性, 便于軟件系統的開(kāi)發(fā)、維護與升級。PC主機的應用程序部分以W indows98為開(kāi)發(fā)平臺, 借助于MicrosoftVisual C+ + 6. 0軟件編制完成的。其主要功能有: (1) 提供良好的應用程序接口、人機界面; (2) 完成大量的控制模型計算; ( 3) 接收來(lái)自PMAC的信息并作相應的處理; (4) 向PMAC發(fā)送信息和任務(wù)。
從模塊化的角度看,控制系統軟件主要由: 加工程序解釋模塊、插補模塊、PLC監控模塊、伺服控制模塊、數字化模塊等組成。其中, 加工程序解釋模塊由PMAC提供的功能模塊來(lái)實(shí)現; 插補模塊包括直線(xiàn)插補、圓弧插補及樣條插補等; 加工過(guò)程的實(shí)時(shí)檢測就需要PLC模塊來(lái)實(shí)現; 伺服控制模塊主要根據PMAC實(shí)時(shí)得到的加工狀態(tài)信息,由PC主機完成相關(guān)計算, 得到控制量后再下載到PMAC, 最后由其控制伺服電機的動(dòng)作。數字化模塊根據精密測頭及光柵尺的反饋信息運用專(zhuān)門(mén)的控制算法, 完成軋輥輥面形狀和輥徑的數據采集。其功能模塊如圖2所示。
圖2 PMAC實(shí)時(shí)控制軟件模塊圖
4 結 論
該數控系統以通用工控機為基礎,采用功能強大的運動(dòng)控制器PMAC完成對軋輥磨床的運動(dòng)控制和各種輔助操作的控制,使得數控系統具有比專(zhuān)用數控系統更好的人機交互能力和上層應用系統集成能力,便于生產(chǎn)廠(chǎng)家和用戶(hù)對系統功能進(jìn)行定制和參數調節,使系統具有更好的維護性。該系統用在天水星火機床有限責任公司制造的MK8480軋輥磨床上,取得了良好的效果。
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