一种基于嵌入式的数控装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于嵌入式的数控装置，该数控装置采用ARM控制系统和FPGA控制系统的双控制系统，所述ARM控制系统与FPGA控制系统之间通过配置总线以及通信接口相接，所述ARM控制系统外接上位机和可编程控制器，所述可编程控制器通过驱动装置控制机床主体上的主轴电动机，所述FPGA控制系统通过驱动装置控制机床主体上的进给电动机，所述驱动装置由接口模块和时序产生模块组成，所述接口模块由脉冲量初值寄存器、控制命令寄存器和分频系数寄存器组成，所述时序产生模块由移位/定位模块、方向设定模块和相位编码器组成，具有配置灵活，实时性强，体积小，稳定性好和性能价格比高等特点，应用前景广。
【专利说明】
一种基于嵌入式的数控装置
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及数控技术领域，具体涉及一种基于嵌入式的数控装置。
【背景技术】
[0002]自第一台数控机床问世以来，数控系统经历了从硬件数控(DC)到计算机数控(CDC)的发展过程。硬件数控是指零件加工的输入、运算、插补及控制功能均由逻辑电路完成，计算机数控能够逻辑地处理具有控制编码，从而使机床动作并加工零件;数控系统的开放性、模块化和重构设计是目前数控技术领域研究的热点，目的是为了适应技术发展和便于用户开发自己的功能。
[0003]数控机床生产过程中，需要高精度、高灵活、高稳定性的控制，任何差错都能导致零件损坏甚至机器损坏。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供了一种基于嵌入式的数控装置，基于ARM+FPGA的嵌入式数控装置以FPGA代替CNC系统中的的外围硬件逻辑电路，具有配置灵活，实时性强，体积小，稳定性好和性能价格比高等特点，应用前景广，可以有效解决【背景技术】中的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案:
[0006]本实用新型提供一种基于嵌入式的数控装置，该数控装置采用ARM控制系统和FPGA控制系统的双控制系统，所述ARM控制系统与FPGA控制系统之间通过配置总线以及通信接口相接，所述ARM控制系统外接上位机和可编程控制器，所述可编程控制器通过驱动装置控制机床主体上的主轴电动机，所述FPGA控制系统通过驱动装置控制机床主体上的进给电动机，所述驱动装置由接口模块和时序产生模块组成，所述接口模块由脉冲量初值寄存器、控制命令寄存器和分频系数寄存器组成，所述时序产生模块由移位/定位模块、方向设定模块和相位编码器组成，所述脉冲量初值寄存器与分频系数寄存器相接，所述控制命令寄存器与分频系数寄存器相接，所述分频系数寄存器连接有分频器模块，所述分频器模块通过连接有扩展接口，并与相位编码器相接，所述脉冲量初值寄存器与移位/定位模块相接，所述控制命令寄存器与方向设定模块相接。
[0007]作为本实用新型的一种优选技术方案，所述ARM控制系统连接有触摸屏。
[0008]作为本实用新型的一种优选技术方案，所述ARM控制系统连接有FLASH存储器。
[0009]作为本实用新型的一种优选技术方案，所述ARM控制系统连接有SARM存储器。
[0010]本实用新型基于ARM+FPGA的嵌入式数控装置以FPGA代替CNC系统中的的外围硬件逻辑电路，具有配置灵活，实时性强，体积小，稳定性好和性能价格比高等特点，应用前景广。
【附图说明】
[0011]附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。
[0012]在附图中:
[0013]图1为本实用新型整体结构示意图。
[0014]图2为本实用新型驱动装置的结构示意图。
[0015]图中标号:1-ARM控制系统;2-FPGA控制系统;3-配置总线;4-通信接口； 5-上位机；6-可编程控制器;7-驱动装置;8-主轴电动机;9-进给电动机；10-接口模块；11-时序产生模块；12-脉冲量初值寄存器；13-控制命令寄存器；14-分频系数寄存器；15-移位/定位模块；16-方向设定模块；17-相位编码器；18-分频器模块；19-扩展接口； 20-触摸屏;21 -FLASH存储器;22-SARM存储器。
【具体实施方式】
[0016]以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0017]实施例:如图1和图2所示，本实用新型提供一种基于嵌入式的数控装置，该数控装置采用ARM控制系统I和FPGA控制系统2的双控制系统，ARM控制系统I与FPGA控制系统2之间通过配置总线3以及通信接口 4相接，ARM控制系统I外接上位机5和可编程控制器6，ARM控制系统I连接有触摸屏20，ARM控制系统I连接有FLASH存储器21，ARM控制系统I连接有SARM存储器22，可编程控制器6通过驱动装置7控制机床主体上的主轴电动机8，FPGA控制系统2通过驱动装置7控制机床主体上的进给电动机9;ARM作为数控装置的核心部件，对从数据存储器中读取或直接从上位机获得的零件加工信号和控制信息进行处理，基于FPGA的驱动装置产生控制进给电动机运转的脉冲序列，经进给驱动装置送机床进给电动机，实现对坐标轴速度和位置的“轨迹控制”，并与可编程控制器的顺序控制配合，完成零件加工任务。
[0018]驱动装置7由接口模块1和时序产生模块11组成，接口模块10由脉冲量初值寄存器12、控制命令寄存器13和分频系数寄存器14组成，时序产生模块11由移位/定位模块15、方向设定模块16和相位编码器17组成，脉冲量初值寄存器12与分频系数寄存器14相接，控制命令寄存器13与分频系数寄存器14相接，分频系数寄存器14连接有分频器模块18，分频器模块18通过连接有扩展接口 19，并与相位编码器17相接，脉冲量初值寄存器12与移位/定位模块15相接，控制命令寄存器13与方向设定模块16相接;根据ARM每个插补周期计算出的步进脉冲数量，利用赋初值的方式送移动与定位控制模块进行定位控制，定位功能通过减法器实现，在每个脉冲上升沿，用步进脉冲数量减去不同激磁方式的步进数累加值，当差值小于设定的累减计数值时，说明步进电动机旋转到了预定角度，实现定位。
[0019]最后应说明的是:以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于嵌入式的数控装置，其特征在于，该数控装置采用ARM控制系统(I)和FPGA控制系统(2)的双控制系统，所述ARM控制系统(I)与FPGA控制系统(2)之间通过配置总线(3)以及通信接口(4)相接，所述ARM控制系统(I)外接上位机(5)和可编程控制器(6)，所述可编程控制器(6)通过驱动装置(7)控制机床主体上的主轴电动机(8)，所述FPGA控制系统(2)通过驱动装置(7)控制机床主体上的进给电动机(9)，所述驱动装置(7)由接口模块(10)和时序产生模块(11)组成，所述接口模块(10)由脉冲量初值寄存器(12)、控制命令寄存器(13)和分频系数寄存器(14)组成，所述时序产生模块(11)由移位/定位模块(15)、方向设定模块(16)和相位编码器(17)组成，所述脉冲量初值寄存器(12)与分频系数寄存器(14)相接，所述控制命令寄存器(13)与分频系数寄存器(14)相接，所述分频系数寄存器(14)连接有分频器模块(18)，所述分频器模块(18)通过连接有扩展接口( 19)，并与相位编码器(17)相接，所述脉冲量初值寄存器(12)与移位/定位模块(15)相接，所述控制命令寄存器(13)与方向设定模块(16)相接。2.根据权利要求1所述的一种基于嵌入式的数控装置，其特征在于:所述ARM控制系统(I)连接有触摸屏(20)。3.根据权利要求1所述的一种基于嵌入式的数控装置，其特征在于:所述ARM控制系统(I)连接有FLASH存储器(21)。4.根据权利要求1所述的一种基于嵌入式的数控装置，其特征在于:所述ARM控制系统(I)连接有SARM存储器(22)。
【文档编号】G05B19/414GK205594427SQ201620274072
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年4月6日
【发明人】黄文义
【申请人】黄文义