基于PCI总线的并联机床运动控制卡设计.pdfVIP

维普资讯 学兔兔 第2期 (总第147期) 机 械 工程 与 自动 化 No．2 2008年 4月 MECHANICAL ENGINEERING AUT0MAT10N Apr． 文章编号：1672—6413(2OO8)O2—0120—03 基于PCI总线的并联机床运动控制卡设计 刘 华，袁先盎，王友林，马明明 (山东理工大学 机械工程学院，山东 淄博 255049) 摘要：针对并联机床数控系统的工作特点和要求，通过对TI公司DSP芯片TMS320VC33和Cypress公司PCI 接KI芯片CY7CO9449PV的功能和特点进行分析，设计了一种基于PCI总线的运动控制卡，能够较好地满足并 联机床数控系统对运动控制部件的实时性和控制精度的要求。 关键词：并联机床；PCI总线；运动控制卡 中图分类号：TP273：TG659 文献标识码：A 0 引言 制系统必须采用开放式结构。目前，国内外的开放式 并联机床(Parallel Machine Too1)又称虚拟轴机 数控系统主要有如下3种结构形式。 床(Virtual Axis Machine Too1)或并联运动学机器 (Parallel Kinematics Machine)，是基于并联机构的新 型数控加工设备，实质上是机器人技术、机床结构技 术、数控技术等相结合的产物，它同时兼顾了机床和 机器人的诸多特性，既可以看作是机器人化的机床，又 可以看作是机床化的机器人。它能够提供机器人的灵 活与柔性，又具有机床的刚度和精度，是集多种功能 于一体的新型机电设备。 1 并联机床的结构 并联机床结构示意图见图1，它由伺服(步进)电 机1、固定平台2、支架3、伸缩杆4、动平台5、铣削 头6、工作台7等组成。 安装在固定平台和动平台之间的伸缩杆由伺服电 l一一伺服(步进)电机；2一固定平台；3一支架； 机(或步进电机)驱动，带动伸缩杆内的滚珠丝杠和螺 4伸缩杆；5--动平台；6一铣削头；7…工作台 母运动，使伸缩杆的长度发生变化。由于各伸缩杆(一 图1 并联机床结构示意图 般为6杆或3杆)的长度发生变化，使得动平台的位姿 2．1 专用CNC十PC型 发生变化，多个伸缩杆共同运动，驱动动平台实现上 即在传统的非开放式的专用数控系统中嵌入PC 升、下降、翻转等运动，带动铣削头实现工作所需的 机，使得整个系统可以共享一些计算机软硬件资源。 各种运动。各伸缩杆采用相互独立的伺服驱动装置驱 PC部分完成系统管理等非实时控制任务，实现辅助 动。 编程、分析、监控和编排工艺等功能；CNC部分负责 2 开放式的控制系统结构 完成插补计算、伺服控制以及I／O控制等一些实时控 对于并联运动机床来说，其最大特点就是机械结 制任务。这种结构形式的数控系统其开放性只在PC 构非常简单，而控制却异常复杂。并联运动机床的控 机部分，其专业的数控部分仍处于封闭状态，不能实 *山东省教育厅科研项目 (J06B55) 收稿日期：2007—08—16；修回日期：2007—12—06 作者简介：刈华(1977一)，