雕銑機的專(zhuān)門(mén)為嵌入式控制定義的工業(yè)控制總線(xiàn)其信號定義和PC/AT基本一致,但電氣和機械規范卻完全不同,是一種優(yōu)化的、小型、堆棧式結構的嵌入式控制系統,與普通PC、ISA總線(xiàn)控制系統相比有如下特點(diǎn):
1.尺寸結構?。簶藴誓K的機械尺寸是90×96mm。
2.堆棧式連接:總線(xiàn)以“針”和“孔”形式層疊連接,即總線(xiàn)模塊之間,總線(xiàn)的連接是通過(guò)上層的針和下層的孔相互咬和相連,這種層疊封裝有極好的抗震性。
3.輕松總線(xiàn)驅動(dòng):減少元件數量和電源消耗,4mA總線(xiàn)驅動(dòng)即可使模塊正常工作,每個(gè)模塊1-2W能耗。
正是由于體積小,功耗小,聯(lián)接可靠的主機,可大大減小CNC控制器的體積,系統更加緊湊可靠因此,這里選用工控機作為上位機,搭建了“位置控制卡+工控機”的開(kāi)放式形式數控系統。
雕銑機組成根據功能的不同,可將系統分成如下各模塊:系統管理模塊、運動(dòng)控制模塊、數字-脈沖伺服接口模塊、電氣控制模塊、機床面板操作模塊和伺服驅動(dòng)模塊。
1.管理模塊和運動(dòng)控制模塊
這部分功能主要由上位機實(shí)現,主要任務(wù)是管理和組織整個(gè)CNC系統有條不紊地工作,主要包括加工程序的輸入、編輯編譯,中斷管理,故障的自診斷,完成各種控制算法和插補算法,響應操作面板和鍵盤(pán)的輸入,同時(shí)還要把運動(dòng)控制器反饋的數據,機床工作狀態(tài),在CRT上顯示出來(lái)。
2.數字-脈沖伺服接口模塊和電氣控制模塊
基于CPLD的位置控制卡在每個(gè)插補周期內接收來(lái)自上位機的位置信息,將其轉換成主軸及進(jìn)給系統的控制信息一定頻率和個(gè)數的脈沖,實(shí)現精確的位置控制;同時(shí)實(shí)現其他輔助電路功能,如主軸起停,工件的夾緊、松開(kāi),冷卻液開(kāi)/關(guān)等功能。即實(shí)現了數字-脈沖接口功能和電氣控制功能。
3.機床面板操作模塊和伺服驅動(dòng)模塊
雕銑機操作面板則用單片機進(jìn)行管理。單片機實(shí)時(shí)對面板各按鍵進(jìn)行掃描,并計算出鍵值,通過(guò)串口與上位機進(jìn)行通信。驅動(dòng)器采用位置控制方式,位置控制卡發(fā)出的脈沖與方向信號分別差分輸出至驅動(dòng)器??ㄉ系妮敵隹谕ㄟ^(guò)中間繼電器控制驅動(dòng)器的伺服ON的接通,而輸入口也通過(guò)中間繼電器讀入驅動(dòng)器輸出的伺服準備好以及伺服報警等信號。