基于DSP与FPGA的伺服刀架控制器的设计.pdfVIP

DOI：10．3969／j．issn．1009-9492．2013．07．014 基于DSP与FPGA的伺服刀架控制器的设计 陈晓涛 ，曾庆明 ，杨红敏 (1．广州数控设备有限公司，广东广州 510530；2．广州数控信息科技有限公司，广东广州 510663) 摘要：基于DSP+FPGA硬件平台设计 了一款新型伺服刀架控制器，适配 17bit绝对式编码器，实现了参数调谐功能，并利用Lab— viewew测试系统对样机进行了动态特性测试和分析。这款伺服刀架控制器已通过了伺服刀架运行测试，投入了批量生产。 关键词：伺服刀架控制器；绝对式编码器 ；参数 自动调谐 中图分类号：TG502．35 文献标识码：A 文章编号：1009—9492(2013)07—0049—04 DesignofServoTurretControllerBasedonDSPandFPGA CHENXiao—tao，ZENGQing—ming，YANGHong-min (1．GSKCNCEquipmentCo．，Ltd，Guangzhou510530，China；2．GSKInformationTechnologyCo．，Ltd， Guangzhou510663，China) Abstract：Designonetypesenroturretcontroller．whichisbasedonDSPandFPGAplatform．Thecontrollerisadaptedto17bitsabsolute encoder， andrealizeparameterauto-tuningfunction．Thecontroller’Sdynamiccharacteristicistestedandanalyzedbylabview test system．Thecontrollerhaspassedtherunningtestinservoturretandproducedbatch． Keywords：servoturretcontroller；absoluteencoder；parameterauto—tuning 0引言 1伺服刀架控制器功能概述 刀架是机床的主要功能部件 ，其性能直接影 伺服刀架换刀过程 ：CNC控制器发出换刀信 响到机床的加工效率、加工精度及可靠性。数控 号和 目标刀位BCD码信号给伺服刀架控制器，伺 车床的可转位刀架的发展演变主要经历了电动刀 服刀架控制器输出刀盘松开信号 、关断刀盘锁紧 架、液压刀架 、伺服刀架三个阶段，伺服刀架克 信号，通过换向电磁阀接通刀盘松开液压油路使 服了前两个阶段刀架的缺点，具有可靠性高、刚 刀盘松开，接收到刀盘已松开检测信号后 ，伺服 性好 、转位速度高和转位平稳等优点u，因此，伺 刀架控制器根据当前刀位与 目标刀位的相对位置 服刀架在数控车床和车削中心上得到了越来越广 偏差计算出伺服电机的旋转方向和旋转角度，伺 泛的应用。 服电机旋转使刀盘以最小转角转动到 目标刀位， 目前国产数控车床和车削中心的伺服刀架主 伺服刀架控制器输出刀盘锁紧信号、关断刀盘松 要配套国外伺服刀架控制器，存在价格高、采购周 开信号，通过换向电磁阀接通刀盘锁紧液压油路 期长、售后服务不及时和维修费用高等问题。广州 使刀盘锁紧，接收到刀盘已锁紧检测信号后，伺 数控设备有限公司于2008年推出国产的第一代伺 服刀架控制器输出当前刀位BCD码信号和换刀完 服刀架控制器GSK—TD，由于只适配增量式编码 成信号给CNC控制器，换刀过程结束。 器，定位精度不高，而且伺服刀架每次上电后必须