基于PMAC的数控来自火焰切割机数控系统开发 摘 要:通过分析数控火焰色械例异占切割机加工工艺的特点,开发了基于工业PC机和PMAC卡的数控火焰切割机数控系统,并对它的硬件和软件设计作了详细的论述,该数控系统已成功地应用于旧数控火焰切割机的改造中。 关键词:工业控制计算机;可编程多轴运动控制器;数控火焰切割机 近年来,随着工业PC机性能的快速发展,可靠性大为提高,而价格却大幅度降低,盟多以工业PC机为核心的控制系统已广泛被工业控制领域所接受。在机床控制领域,采用工业PC机,在流行的操作系统下发展通用的数控系统,已成为数控技术发展的最新潮流。其中,基于工业PC机和Windows操音粒量答换打准洋久作系统的开放式、模块化数控系统是发展的主要方向。?1数控系统的硬件结构?1.1PMAC多轴运动控制器 美国Delta Tau公司生产的可编程多轴运动控制器(PMAC)是世界上功能最强的运动控制器之一答天表抗向于距穿,它借助于Motorola的DSP56001/56002数字信号处理器,独可以同时操纵1~8个轴。它能够对存储在它内部的程序全田直离罗喜刻进行单独的运算,执行运动程序、PLC程序、进行伺服环更新,并以串口、总线两种方式与主计算机进行通讯。而且它还可以自动对任务进行优先等级判别,从而进行实时的多任务处理,这使得它在处理时间和任务切换这两方面大大减轻主机和编程器的负担,提高了整个控制系统的运行速度和控制精度。?1.2数控火焰切割机加工工艺特点 数控火焰切割机,具有一般数控机床的特点,能根据数控加工程序,自动完成从点火—预热—通切割氧—切割—熄火—返回原点的整套切割过程。但数控火焰切割机又有别江怀掉部谓万往于一般数控金属切削机床,它利用氧—乙炔火焰把钢板割缝加热到熔融状态,用高压氧吹透钢板进行切割,而不像金属切削机床那样,是用金属切削工具与工件刚性接触来进行切削加工。由于各种因素的影响,有时会发生钢板未割穿的现象,此时割炬应构输方暂停下来按原轨迹准确地返回到未割穿点,再按原轨迹重新切割,因此数控火焰切割机必须具有随时实现暂停及按原轨迹返回的功能。?1.3数控系统硬件结构 该数控火焰切割机采用工业PC机为基础,在工控机主板上的IS安日物零收图唱技风纪肉A扩展槽插上PMAC多轴运动控制器,形成该机冲易杆木助氢扩床的控制中心。工控机上的CPU与PMAC卡的CPU构成主从式双微处理器结构,两个CPU各自实现相应的功能,其中PMAC主要完成机床三轴的运动控制、控制面板开关火需味帝限量的控制和数字化采集的控制,工控机则主要实现系统的逐又损深叶管理功能。为了实现PMAC多即础标轴运动控制的功能,还需在PMAC板上扩展相应的I/O板、伺服驱动单元、伺服电机、编码器等,最终形成一个完整的控制系统。控制系统硬件由主频为料233MHz的工业PC机、PM会AC\|Lite1.5运动控制器、I/O板、伺服单元及交流伺服电机等组成。数控系统硬件框图,如图1所示。? (1)PMAC运动控制器与主机之间的通讯采用了两种方式:一种是总线通间包额讯方式;另一种是利用双端口RAM(DPRAM)进行数据通信,主机与PMAC运动控制器主要通过PC总线通讯,至于控制卡和电机的状态、电机位置、速度、跟随误差等数据则通过DPRAM交换信息。总线通讯方式是指主机到指定的地址上去寻找PMAC运动控制器,其中指定的地址是由PMAC的跳线确定。双端口RAM主要是用来与PMAC进行快速的数据通讯和命令通讯。一持找方面,双端口RAM在用于向PMAC写数据时,在实时状态下能够快速地将位置数据信息或程序信息进行重复下载:另一方面,双端口RAM在用于从PMAC中读取数据时,可以快速地重复地获取系统的状态信息。譬如,交流伺服电机的状态、位置、速度、跟随误差等数据可以不停被更新,并且能够被PLC或被PMAC自动地写入DPRAM。如果系统中不使用DPRAM,这些数据必须用PMAC的在线命令(如?、P、V等),通过PC总线进行数据的存取。由于通过DPRAM进行的数据存取不需要经过通讯口发送命令和等待响应,所以所需的时间要少得多,因此响应的速度就快得多。除了快速自动的存取功能外,还可以用PMAC的M变量和主机的指针变量来指定DPRAM中还没有被使用的寄存器,实现数据在主机与PMAC之间的传送。而PMAC在使用数据采集功能时,所采集的数据直接送到DPRAM中,而不是常规的RAM中。 (2)PMAC板的内置PLC功能是经智能