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毕业论文-基于ARM和FPGA的数控系统的硬件设计

来源:用户分享 时间:2025/7/10 18:59:24 本文由loading 分享 下载这篇文档手机版
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学位论文

偿 刀具功能 可选刀具数量:16把 刀具长度补偿32组(±0~999.999mm)、 刀尖半径补偿(补偿方式C )32组(0~999.999mm) 刀位信号输入方式: 8工位以内的刀可以直接输入,也可以编码输入(由参数选择),超过8工位的刀架采用编码输入,编码方式为:BCD码或格雷码(由参数选择)。 T代码绝对换刀 /手动相对换刀。可单向选刀,也可双向就近选刀。 主轴功能 S??(S二位数)可控8级机械换挡(直接输入和编码输入可选) S????(S四位数)位主轴转速设置、模拟输出0~10VDC电压(同时支持8级自动换挡M41-M48) 主轴速度倍率 50%—120%(10%递增) 零件程序容量 加工程序预处理 256KB ≥3段(非循环指令段),要求速度平滑过度、加工过程流畅不停顿。

2.2.2 系统输入输出接口要求

输入 / 输出接口说明 输 入 口(40个) 名称 定义 固定输入接口24个 OV1 OV2 OV4 OV8 SP 倍率信号1 倍率信号2 倍率信号3 倍率信号4 保持进给 M3 M4 M5 M8 M9 输 出 口(32个) 名称 定义 固定输出接口16个 主轴正转 主轴反转 主轴停 冷却液开 冷却液关 13

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ST T01 T02 T03 T04 T05 T06 T07 T08 TCP TLST DEX DEZ DEC ESP X0 Z0 C0 SAR 循环启动 T01刀位信号 T02刀位信号 T03刀位信号 T04刀位信号 T05刀位信号 T06刀位信号 T07刀位信号 T08刀位信号 刀架锁紧信号 刀架选通信号 X轴减速信号 Z轴减速信号 C轴减速信号 急停输入 X轴零位信号 Z轴零位信号 C轴零位信号 主轴转速到达信号 扩展输入接口16个 UI0——UI15 扩展输出接口16个 宏程序指定输出0—宏程序指定输出15 M10 M11 M12 M13 M32 M33 TL+ TL- TLSP SPZD Y16 尾座进输出信号 尾座退输出信号 卡盘夹紧 卡盘松开 润滑油开启 润滑油关闭 正向换刀信号 负向换刀信号 刀架制动 主轴制动 宏程序指定输入0UO0——UO15 —宏程序指定输出入15 注: MI41--MI48, DITW, DIQP, SPEN, STEN, TWT, KPS, X14, X16与UI0—UI15复用,S01--S08, M41--M48与UO0——UO15复用。 2.2.3 精度指标 直线插补精度:

<0.0003mm

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圆弧插补精度:

<0.0005mm <±3% <±10% <5ms <5ms

切削进给速度误差(与设定值): 快速移动速度误差(与设定值): G04延时指令误差:

加、减速时间常数误差:

系统各种脉冲持续时间(与设置时间)精度误差: <5ms 2.2.4 其他要求

(1)操作界面和信号接口与广州数控的GSK980T一致。 (2)控制系统采用uC/OSII操作系统。 (3)有较大的功能提升空间。 2.3 总体结构分析

根据数控系统所需完成的功能和需求,我们把数控系统分为五个任务,即人机界面管理任务、数据处理任务、运动控制任务、逻辑控制任务和辅助控制任务,伺服控制,每个任务又可以划分为更小的子模块。系统模块划分如图2.2所示

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总控模块人机界面管理逻辑处理运动控制模块辅助控制数据处理伺服处理加工对象输入串行口输入参数设置帮助系统诊断刀具参数文件管理机械回零程序回零手动自动MDI手轮数据预处理试运行文件编辑系统参数螺距补偿刀具半径刀具长度文件操作JOG定长速度处理插补译码刀补逻辑控制辅助控制伺服控制PLC控制面板监控主轴管理刀库管理系统诊断位置检测控制规则图2.2系统模块图

系统的整个运行流程框图如图2.3所示。该系统根据键盘操作选择不同的操作方式。下面以自动运行为例,用户选择自动运行后,按下启动按钮则系统相应执行代码编译、刀具补偿、速度计算、插补和位置伺服等各个阶段控制机床的运动。

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