本實用新型專利技術(shù)公開了一種數(shù)控雕刻機的運動控制系統(tǒng)，所述數(shù)控雕刻機分別通過位移傳感器與運動控制系統(tǒng)相連接，所述運動控制系統(tǒng)包括上位機、下位機、伺服電機、電主軸變頻器和PCI總線；上位機和下位機之間通過PCI總線完成數(shù)據(jù)交互，下位機通過位于下位機上的輸出端口分別與伺服電機和電主軸變頻器電連接，電主軸變頻器與數(shù)控雕刻機電連接；伺服電機與數(shù)控雕刻機相連接。本實用新型專利技術(shù)具有節(jié)省系統(tǒng)開發(fā)的時間及費用；改善了雕刻工作環(huán)境，提高了雕刻效率的特點。（*該技術(shù)在2022年保護過期，可自由使用*）
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)涉及數(shù)控機械領(lǐng)域，尤其是涉及一種數(shù)控雕刻機的運動控制系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
隨著制造業(yè)逐步細化，雕刻加工行業(yè)得到了長足發(fā)展，數(shù)控雕刻機已廣泛應用于平面雕刻及模具加工等行業(yè)，在數(shù)控雕刻不同應用領(lǐng)域內(nèi)，由于其加工對象性能要求的不同，對數(shù)控雕·刻機和數(shù)控系統(tǒng)的要求也有很大出入。傳統(tǒng)的專用型雕刻機由于其數(shù)控內(nèi)核封閉，已經(jīng)無法滿足用戶希望能夠根據(jù)不同的加工需要來對數(shù)控雕刻系統(tǒng)的功能進行選配和集成。中國專利公開號CN101568460A，公開日2009年10月28日，公開了一種運動控制系統(tǒng)包括操作員界面裝置，其具有操作員輸入構(gòu)件和被驅(qū)動地連接到操作員輸入構(gòu)件的可控的力反饋裝置。該運動控制系統(tǒng)還包括控制器，用于調(diào)整一個或多個可動部件的運動，包括以至少部分地根據(jù)第二操作參數(shù)的目標值(TARV)與第二操作參數(shù)的實際值(ACTV)之間的控制偏差(EC)的方式來調(diào)節(jié)第一操作參數(shù)。該第二操作參數(shù)的目標值至少部分地根據(jù)操作員輸入構(gòu)件的運動確定。該控制器還包括以至少部分地根據(jù)控制偏差并使得反饋力相對于控制偏差的導數(shù)至少部分地依賴于控制偏差而變化的方式來操作所述可控的力反饋裝置，以提供作用在操作員輸入構(gòu)件上的反饋力。不足之處是，功能單一，不能用于控制數(shù)控雕刻機的運動。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本技術(shù)是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的運動控制系統(tǒng)不能用于控制數(shù)控雕刻機的運動的不足，提供了一種數(shù)控雕刻機的運動控制系統(tǒng)。為了實現(xiàn)上述目的，本技術(shù)采用以下技術(shù)方案一種數(shù)控雕刻機的運動控制系統(tǒng)，所述數(shù)控雕刻機分別通過位移傳感器與運動控制系統(tǒng)相連接，所述運動控制系統(tǒng)包括上位機、下位機、伺服電機、電主軸變頻器和PCI總線；上位機和下位機之間通過PCI總線完成數(shù)據(jù)交互，下位機通過位于下位機上的輸出端口分別與伺服電機和電主軸變頻器電連接，電主軸變頻器與數(shù)控雕刻機電連接；伺服電機與數(shù)控雕刻機相連接。本技術(shù)是基于“NC+PC”構(gòu)架的開放式數(shù)控雕刻機控制系統(tǒng)。利用PC豐富的程序開發(fā)工具，采用通用的編程語言編制軟件模塊代替系統(tǒng)的原有模塊，可簡單方便的添加具有自己獨特的技術(shù)特點的模塊。同時利用NC控制器強大的實時控制能力去完成插補計算、伺服控制等實時性任務(wù)。并且利用兩者標準化的接口來自由的選擇CNC裝置、驅(qū)動裝置、伺服電機、應用軟件等數(shù)控系統(tǒng)的各個要素。采用NC嵌入PC型構(gòu)架的數(shù)控雕刻機運動控制系統(tǒng)將NC實時控制能力和上位機的人機交互能力有效結(jié)合。采用基于通用的運動控制卡的NC控制系統(tǒng)可以避免不必要功能的開發(fā)，節(jié)省系統(tǒng)開發(fā)的時間及費用。將“軟件造型一數(shù)據(jù)生成一伺服加工”整個操作過程進行智能集成，極大的改善了雕刻工作環(huán)境，提高了雕刻效率。上位機和下位機將要雕刻的圖形信息轉(zhuǎn)換成動作信息，通過輸出端口將控制信息輸出給伺服電機和電主軸變頻器，伺服電機和電主軸變頻器控制數(shù)控雕刻機的雕刻操作。作為優(yōu)選，所述上位機包括CAD/CAM設(shè)計制造集成模塊、故障智能診斷模塊和網(wǎng)絡(luò)通訊模塊。CAD/CAM設(shè)計制造集成模塊包括二維雕刻模塊AutoCAD文件Dxf文件中數(shù)控加工信息實體段的讀取和三位雕刻模塊后處理集成。故障智能診斷模塊以專家數(shù)據(jù)庫的形式判讀故障類型并提供技術(shù)解決方案。網(wǎng)絡(luò)通訊模塊主要以C/S (客戶端/服務(wù)器)網(wǎng)絡(luò)模式來進行數(shù)據(jù)快速交換。作為優(yōu)選，所述上位機為工業(yè)計算機(IPC);所述下位機為運動控制器。工業(yè)控制計算機簡稱IPC，是計算機技術(shù)與自動控制技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，是指能在工業(yè)環(huán)境中可靠運行，并且能和工業(yè)對象的傳感器執(zhí)行機構(gòu)直接接口完成測控，且能執(zhí)行管理任務(wù)的微型計算機系統(tǒng)。它可以用于生產(chǎn)現(xiàn)場，完成生產(chǎn)過程的實時數(shù)據(jù)采集、實時處理及實時控制任務(wù)，也可以作為機械設(shè)備的一個有機組成部分完成機械設(shè)備的控制任務(wù)。與信息處理計算機相比，IPC除具有PC機性能穩(wěn)定運算速度快、高可靠性、環(huán)境適應性強等優(yōu)點。運動控制為固高GE-400-SV，其核心由DSP和FPGA組成，具備高性能的控制計算能力，可以實現(xiàn)多軸協(xié)調(diào)運動和高速的點位運動。作為優(yōu)選，所述下位機包括伺服驅(qū)動控制模塊、電主軸變頻控制模塊和安全保護模塊；還包括插補計算模塊、進給伺服模塊、代碼編譯模塊、誤差補償模塊、電主軸控制模塊、數(shù)控雕刻機開關(guān)量控制模塊和反饋信號處理模塊。雕刻機的伺服驅(qū)動由GE-400-SV運動控制器執(zhí)行，其核心由DSP和FPGA組成，具備高性能的控制計算能力，可以實現(xiàn)多軸協(xié)調(diào)運動和高速的點位運動。伺服系統(tǒng)采用的是速度控制模式。電主軸變頻器以電流內(nèi)環(huán)和速度外環(huán)的雙閉環(huán)控制模式實現(xiàn)電主軸的無級調(diào)速伺服控制。安全保護模塊包括伺服系統(tǒng)誤差超限保護和限位急停緩沖模塊。作為優(yōu)選，上位機內(nèi)包括存儲設(shè)計軟件的存儲單元；下位機包括軟件代碼單元。上位機通過VC軟件在windows平臺上調(diào)用下位機的動態(tài)鏈接庫來實現(xiàn)底層硬件的控制。作為優(yōu)選，所述安全保護模塊包括伺服系統(tǒng)誤差超限保護模塊和限位急停緩沖模塊。通過對GE-400-SV運動控制器連續(xù)軌跡運動的控制軸位移誤差超越所設(shè)定的跟隨誤差極限，運動控制器緊急停止連續(xù)軌跡運動。限位急停緩沖模塊使用專用原點開關(guān)完成回原點的操作。這樣限位開關(guān)觸發(fā)以后，運動控制器禁止向觸發(fā)限位方向上繼續(xù)運動。作為優(yōu)選，CAD/CAM集成模塊包括二維雕刻模塊和三維雕刻模塊。在Windows上，用Visual C ++語言面向二維雕刻模塊AutoCAD進行Dxf文件中實體段的讀取，該實體段記錄了圖形中所有幾何實體的幾何信息。這些信息被提取出來后進行路徑設(shè)置就形成了加工模塊。使用三維雕刻軟件的后處理模塊，在WINDOWS平臺上將雕刻圖形轉(zhuǎn)化位雕刻代碼。作為優(yōu)選，輸出端口為4個，其中3個輸出端口位于下位機與伺服電機之間；1個輸出端口位于下位機和電主軸變頻器之間。輸出端口采用模擬電壓來實現(xiàn)對伺服器和變頻器的控制。因此，本技術(shù)具有如下有益效果(I)節(jié)省系統(tǒng)開發(fā)的時間及費用；(2)改善了雕刻工作環(huán)境，提高了雕刻效率。附圖說明圖I是本技術(shù)的設(shè)備連接框圖。具體實施方式以下結(jié)合附圖和具體實施方式對本技術(shù)做進一步的描述。如圖I所示的實施例是一種數(shù)控雕刻機的運動控制系統(tǒng)，數(shù)控雕刻機分別通過位移傳感器與運動控制系統(tǒng)相連接，運動控制系統(tǒng)包括上位機、下位機、伺服電機、電主軸變頻器和PCI總線；上位機和下位機之間通過PCI總線完成數(shù)據(jù)交互，下位機通過位于下位機上的輸出端口分別與伺服電機和電主軸變頻器電連接，電主軸變頻器與數(shù)控雕刻機電連接；伺服電機與數(shù)控雕刻機相連接。輸出端口為4個，其中3個輸出端口位于下位機與伺服電機之間；1個輸出端口位于下位機和電主軸變頻器之間。上位機包括CAD/CAM設(shè)計制造集成模塊、故障智能診斷模·塊和網(wǎng)絡(luò)通訊模塊。CAD/CAM集成模塊包括二維雕刻模塊和三維雕刻模塊。上位機為工業(yè)計算機(IPC);下位機為運動控制器。下位機包括伺服驅(qū)動控制模塊、電主軸變頻控制模塊和安全保護模塊；還包括插補計算模塊、進給伺服模塊、代碼編譯模塊、誤差補償模塊、電主軸控制模塊、數(shù)控雕刻機開關(guān)量控制模塊和反饋信號處理模塊。上位機內(nèi)包括存儲設(shè)計軟件的存儲單元；下位機包括軟件代碼單元。安全保護模塊包括伺服系統(tǒng)誤差超限保護模塊和限位急停緩沖模塊。利用雕刻機進行雕刻的運動控制過程如下首先，操作者在上位機上進行雕刻圖形造型，二維雕刻本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種數(shù)控雕刻機的運動控制系統(tǒng)，所述數(shù)控雕刻機分別通過位移傳感器與運動控制系統(tǒng)相連接，其特征是，所述運動控制系統(tǒng)包括上位機、下位機、伺服電機、電主軸變頻器和PCI總線；上位機和下位機之間通過PCI總線完成數(shù)據(jù)交互，下位機通過位于下位機上的輸出端口分別與伺服電機和電主軸變頻器電連接，電主軸變頻器與數(shù)控雕刻機電連接；伺服電機與數(shù)控雕刻機相連接。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：潘建峰，
申請(專利權(quán))人：潘建峰，
類型：實用新型
國別省市：
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