数控系统的运动控制器设计

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数控系统的运动控制器设计

作者：许戴铭

来源：《中小企业管理与科技·下旬》2010年第12期

摘要：介绍了一种基于S3C44B0微处理器与PCL6045B控制芯片的运动控制器设计，并详细分析了实时插补方法和升降速的控制，满足了数控系统关于运动控制的要求。并通过在实验台的运行试验，证明了该控制器设计的有效性。

关键词：PCL6045B 运动控制 时间分割法插补 升降速控制 0 引言

现代数控系统以其高精度、高效率、高可靠性的优点，在制造业中得到了日益广泛的应用。现代加工对数控系统提出了很高的要求：一方面要能够实现各种加工情况下的准确定位，另一方面，又要能实时控制刀具运动轨迹和速度，保证切削过程的平稳和加工精度。这些都取决于数控系统的对机床运动的控制能力。本文讨论的是一种基于嵌入式微处理器和运动控制芯片构成的运动控制器设计方案。利用单片机对运动控制芯片进行控制，作为运动控制器的核心，实现高效的对伺服电机运动的控制。 1 硬件设计

运动控制器由单片机、键盘输入模块、I/O通信模块、液晶显示模块、运动控制模块和交流伺服电机驱动器构成。

单片机选择三星ARM7内核的S3C44B0微处理器。单片机作为主要的控制单元分析操作指令，对外围接口发出控制信号、读写数据并与外部设备进行通信。并与运动控制芯片PCL6045B通过总线相连，发送控制指令实现不同的运动控制。

键盘模块构成系统的输入模块。并对键盘中各个按键进行功能定义，通过对键盘接口的读入就可以完成系统所需原始数据的输入及对执行机构的运行进行控制。

显示模块部分采用图形液晶显示模块MGLS240128，实现对插补运算过程中运动轨迹和刀具位置等信息的实时数据显示。

运动控制模块采用日本NPM公司生产的可编程4轴驱动运动控制芯片PCL6045B及其接口芯片构成。通过总线接收S3C44B0的控制指令和数据进行运算并以脉冲序列形式输出给伺服驱动器，用于实现对伺服电机的插补控制、速度控制等功能。PCL6045B最多可控制4轴的运动，包括2~4轴线形插补以及任意两轴的圆弧插补。