专利名称：多轴运动控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种控制系统，特别涉及一种数控切割机上用的多轴运动控制系统。
背景技术：
我国工厂的板材下料中应用最为普遍的是火焰切割和等离子切割，所用的设备包 括手工下料、仿形机下料、半自动切割机下料及数控切割机下料等，与其他切割方式比较而 言，手工下料随意性大，灵活方便，并且不需要专用配套下料设备，但其缺点是割缝质量差， 尺寸误差大，板材浪费大，后道加工工序的工作量大，同时劳动条件恶劣，用仿形机下料，虽 可提高下料工件的质量，但其必须预先加工与工件相适应的靠模，不适于单件，小批量和大 工件下料，半自动切割虽然降低了工人强度，但其功能简单，只适合一种形状的切割。上述 三种切割模式相对数控切割来说，成本低，操作简单，在我国的中小企业还是在广泛使用。 但是，随着金属加工业以" 焊代铸"趋势的加速，全自动数控切割的优势逐渐被人 们所认识，全自动数控切割不仅使板材的利用律大幅度提高，切割质量得到改进，增加了切 割精度，而且改善了工人的劳动环境和劳动效率，创造出了极大的社会和经济效益。正因为 如此，如何实现数控切割机上的多轴自动控制成为许多设备生产厂家亟需要解决的一个问 题。
实用新型内容针对上述现有技术的不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种多轴运动控 制系统来实现数控切割机上多轴自动控制。 为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案 —种多轴运动控制系统，其包括一中央处理单元，所述中央处理单元通过PCI通 信单元与一 PC机连接，所述中央处理单元通过一多路D/A转换输出单元与数个伺服驱动器 连接，所述伺服驱动器与驱动轴的电机连接，所述数个伺服驱动器还通过一编码器信号采 样单元与所述中央处理单元连接。 优选的，所述中央处理单元与所述PCI通信单元之间还设有一双端口动态RAM。 优选的，所述双端口动态RAM与所述PCI通信单元之间还设有一失电数据存储单 元。 优选的，所述中央处理单元还与一扩展存储器单元连接。 优选的，所述中央处理单元为一 AM186ER嵌入式微处理器芯片。 优选的，所述PCI通信单元为一PCI9052通讯芯片。 优选的，所述编码器信号采样单元为一 LS7266芯片。 优选的，所述扩展存储器单元为一 IDT71256芯片。 优选的，所述失电数据存储单元为一 IDT7025芯片。 上述技术方案具有如下有益效果该多轴控制系统将PC机的信息处理能力和开放式的特点与中央处理单元的运动轨迹控制能力有机地结合在一起，通过D/A转换输出单 元控制驱动轴的电机转动，并通过编码器信号采样单元将电机的转动情况反馈给中央处理 单元，从而实现数个驱动轴的全闭环控制。 上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技 术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详 细说明如后。本实用新型的具体实施方式
由以下实施例及其附图详细给出。
图1为本实用新型实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的介绍。 如图1所示，该多轴运动控制系统包括一中央处理单元5，中央处理单元5通过数 据总线与双端口动态RAM 4连接，双端口动态RAM 4通过数据总线与PCI通信单元2连接， 双端口动态RAM 4与PCI通信单元2之间的数据总线上还设有失电数据存储单元3，中央处 理单元5通过逻辑电路10控制双端口动态RAM 4与PCI通信单元2或中央处理单元5之 间的通信，PCI通信单元2与PC机1连接。作为一种优选，该中央处理单元5采用AM186ER 芯片，PCI通信单元采用PCI9052通讯芯片，失电数据存储单元采用IDT7025芯片。 中央处理单元5还通过一多路D/A转换输出单元9与数个伺服驱动器12连接，伺 服驱动器12与驱动轴的电机11连接，驱动电机11转动。该数个伺服驱动器12通过一个 编码器信号采样单元8将电机11转动的情况反馈回中央处理单元5。中央处理单元5上还 设有一扩展存储器单元6，中央处理单元5通过一通用逻辑输入/输出电路7来控制中央处 理单元5与多路D/A转换输出单元9、编码器信号采样单元8和扩展存储器单元6之间的数 据通信。作为一种优选，编码器信号采样单元8采用LS7266芯片，扩展存储器单元6采用 IDT71256芯片。 该多轴运动控制系统由中央处理单元5与PC机1构成主从式控制结构，总线采 用PCI模式，无需进行任何跳线设置，所有资源自动配置，PC机1负责人机交互界面的管理 和控制系统的实时监控等方面的工作(如键盘和鼠标的管理、系统状态的显示、运动轨迹 规划、控制指令的发送、外部信号的监控等等)；中央处理单元5完成运动控制的所有细节 (包括模拟量信号的输出、自动升降速的处理、原点和限位等信号的检测等等)。 PCI通讯单元2实现PC机1和中央处理单元5的数据交互，运动信息和控制信号 通过PCI通讯单元2由PC机1传给双端口动态RAM 4，中央处理单元5读取双端口动态RAM 4并进行运算处理后，将结果通过多路D/A转换单元9和通用逻辑输入/输出电路7输出 到伺服驱动器12和外部电路上。同样中央处理单元5接收来自通用逻辑输入/输出电路 7和编码器信号采样单元8的数据，并通过双端口 RAM 4和PCI通讯单元2传送到PC机1 。 中央处理单元5作为主处理器，统筹协调数控系统中各个轴的运动。失电数据存 储单元3可实现断点记忆、沿路径返回等切割功能，提高材料的利用率和系统可靠性。扩展 存储器单元6负责存储系统工作时的数据，部分数据通过中央处理单元5进入扩展外部存 储器单元进行存储，并随时供中央处理单元5读取。[0024] 双端口动态RAM 4的高4KB空间用于PC机向中央处理单元5下载数据，如果数据 大于4KB，则存在着一次不能够把全部数据下载到中央处理单元5中的问题。因此，可采取 了向双端口动态RAM 4中循环写入数据的办法，即PC机1向双端口动态RAM 4—次只写入 4KB数据，接着向中央处理单元5申请中断。中央处理单元5响应中断一次性将4KB数据复 制到中央处理单元5其他大容量存储空间(如扩展SRAM)中，然后双端口动态RAM 4的空 间。此时PC机1便可再写入4KB数据，如此循环往复，直到将所有数据都写入中央处理单 元5中。 中央处理单元5的程序软件在上电初期，便通过PIC通信单元2下载到双端口动 态RAM 4中，在此期间，中央处理单元5在PC机1的控制下处于复位未启动状态，程序下载 完成后，PC机1发出启动命令，中央处理单元5启动，读取双端口动态RAM 4中的程序软件， 开始正常工作。 以上对本实用新型实施例所提供的一种多轴运动控制系统进行了详细介绍，对于 本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例的思想，在具体实施方式
及应用范围上均 会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制，凡依本实用新型 设计思想所做的任何改变都在本实用新型的保护范围之内。
权利要求一种多轴运动控制系统，其特征在于其包括一中央处理单元，所述中央处理单元通过PCI通信单元与一PC机连接，所述中央处理单元通过一多路D/A转换输出单元与数个伺服驱动器连接，所述伺服驱动器与驱动轴的电机连接，所述数个伺服驱动器还通过一编码器信号采样单元与所述中央处理单元连接。
2. 根据权利要求1所述的多轴运动控制系统，其特征在于所述中央处理单元与所述PCI通信单元之间还设有一双端口动态RAM。
3. 根据权利要求2所述的多轴运动控制系统，其特征在于所述双端口动态RAM与所 述PCI通信单元之间还设有一失电数据存储单元。
4. 根据权利要求1所述的多轴运动控制系统，其特征在于所述中央处理单元还与一 扩展存储器单元连接。
5. 根据权利要求l所述的多轴运动控制系统，其特征在于所述中央处理单元为一AM186ER嵌入式微处理器芯片。
6. 根据权利要求1所述的多轴运动控制系统，其特征在于所述PCI通信单元为一 PCI9052通讯芯片。
7. 根据权利要求1所述的多轴运动控制系统，其特征在于所述编码器信号采样单元 为一 LS7266芯片。
8. 根据权利要求4所述的多轴运动控制系统，其特征在于所述扩展存储器单元为一 IDT71256芯片。
9. 根据权利要求3所述的多轴运动控制系统，其特征在于所述失电数据存储单元为 一 IDT7025芯片。
专利摘要本实用新型公开了一种多轴运动控制系统，其包括一中央处理单元，所述中央处理单元通过PCI通信单元与一PC机连接，所述中央处理单元通过一多路D/A转换输出单元与数个伺服驱动器连接，所述伺服驱动器与驱动轴的电机连接，所述数个伺服驱动器还通过一编码器信号采样单元与所述中央处理单元连接。该多轴控制系统将PC机的信息处理能力和开放式的特点与中央处理单元的运动轨迹控制能力有机地结合在一起，通过D/A转换输出单元控制驱动轴的电机转动，并通过编码器信号采样单元将电机的转动情况反馈给中央处理单元，从而实现数个驱动轴的全闭环控制。
文档编号G05B19/414GK201548839SQ20092023582
公开日2010年8月11日 申请日期2009年10月12日 优先权日2009年10月12日
发明者张克平 申请人:昆山乾坤机器制造有限公司