【正文】 與此同時，坐標值實時顯示框?qū)崟r顯示動點的坐標，工作狀態(tài)框也反映工作狀況。其中，工具欄菜單依次為：文件、運行、設置、其它，快捷工具欄：打開、保存、剪貼、復制、粘貼、啟動、結束，工作狀態(tài)框顯示了冷卻液的開關狀態(tài)、主軸的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向、伺服電機 X 電機、Y電機的轉(zhuǎn)向。 DMC3000 控制卡中的固化函數(shù)　　常見四種 G 代碼指令如下：G00　　　　快速定位，有效軸到達指定位置即可，對應 DMC3000 卡可使用d3000_start_t_move 或 d3000_start_s_move 函數(shù)，多個有效軸，需要調(diào)用多次，如：效軸一個廣東海洋大學 2022 屆本科生畢業(yè)設計XY 工作臺微型計算機控制試驗系統(tǒng)－ 25 －G00X100　　　　　　d3000_start_t_move( X, )。下面給出基于時間分割插補原理的參數(shù)曲線自適應插補步驟：1．利用插分代替微分，代入二階泰勒展開公式（43） ，可得到插補點的參數(shù)遞推估算公式（45） ，根據(jù)該公式進行參數(shù)遞推預估。將得到的參數(shù)空間坐標值映射到軌跡空間，得到相應的映射點，即為所求插補軌跡的新坐標點。設 為參數(shù)曲線上任一點的位置矢量，參數(shù)曲線的形式為：)(uP （41）kuzjyiuxP??)()(??在運動控制器中，軟件插補以一定的采樣周期（伺服周期）進行工作，在第個伺服周期中，實時計算出第 個伺服周期中各軸的運動分量 ，并滿足指定的1?i i iP?進給速度要求，即：AD[31: 0]C/BE[3: 0]FRAMEPAREESKISAA[1: 0] CLKIRDYTRDYSTOPDEVSELPERRSERR RST INTA LOCKPCI 9052PCI 總線IDT7132 DRAMTMS320LF2407 DSPIDSELCPLD 芯片 EPM7128 地址譯碼R/WLLA[10: 2]LAD[7: 0]CS1IORDIOWRLRDYiOELCELI/OL[7: 0]AL[10: 2]AL[1: 0]CEROERR/WRI/OR[7: 0]AR[10: 0]EEDOEECSEEDI96LC46BE2PROMSKDOCSDIBUSYL BUSYRA [10: 0]D [7: 0]74LVTH245A [10:4]ISRDR/W圖 42 PCIDSP 通訊電路圖廣東海洋大學 2022 屆本科生畢業(yè)設計XY 工作臺微型計算機控制試驗系統(tǒng)－ 22 － （42）???????iiLP1式中 為第 個伺服周期中的瞬時進給量，也稱插補步長。IDT7132 帶有片內(nèi)硬件端口仲裁電路，可以允許雙機同步地讀或?qū)懘鎯ζ髦械娜魏螁卧?，同時保證數(shù)據(jù)的完整性。 PCIDSP 通訊電路廣東海洋大學 2022 屆本科生畢業(yè)設計XY 工作臺微型計算機控制試驗系統(tǒng)－ 20 －PC 機通過 PCI 總線與 DSP 與的通訊電路如圖 42 所示。采用可編程邏輯器件的優(yōu)點主要有：PCI 接口可以根據(jù)插卡功能進行最優(yōu)化的電路設計，而不必實現(xiàn)所有的 PCI 總線的功能，節(jié)約系統(tǒng)的邏輯資源；可以將 PCI 插卡上的其它用戶邏輯與 PCI 接口邏輯集成在一塊芯片上，實現(xiàn)緊湊的系統(tǒng)設計；當系統(tǒng)升級時，只需對可編程邏輯器件重新進行邏輯設計，而無須更改 PCB 板。廣東海洋大學 2022 屆本科生畢業(yè)設計XY 工作臺微型計算機控制試驗系統(tǒng)－ 19 －8．高達 40 個可單獨編程或復用的通用輸入/輸出引腳（ GPIO） 。2．基于 TMS320C2xxDSP 的 CPU 核保證了 TMS320LF240X 系列 DSP 代碼和TMS320 系列 DSP 代碼兼容。DSP TMS320LF2407 核心處理芯片 擴展 RAM 伺服電機2 CPLD 譯碼、中斷 編碼器處理電路 JTAG 下 載口 電源管理/時鐘 圖 41 控制器原理框圖PCDSP通訊電路控 制 器 基 卡 差分信號處理 光 電隔 離電 平轉(zhuǎn) 換 電源輸入 控制電壓轉(zhuǎn)換 62針接頭 62針接頭25針接頭2 I/O 端 子排 通 用I/O 限 位信 號 回 零信 號 外 部電 源 接口卡 廣東海洋大學 2022 屆本科生畢業(yè)設計XY 工作臺微型計算機控制試驗系統(tǒng)－ 18 － DSP 芯片 TMS320LF2407 介紹隨著微處理器、微控制器和數(shù)字信號處理器（DSP）的性價比的提高，它們越來越多地在運動控制系統(tǒng)中得到應用。如對于一個TN2022pulse/r 的增量編碼器的伺服電機，其速度 (RPM)計算方法為：V圖 33 跟隨誤差比較廣東海洋大學 2022 屆本科生畢業(yè)設計XY 工作臺微型計算機控制試驗系統(tǒng)－ 17 － 60RPM24NVT??4 運動控制卡控制原理運動控制器由基卡和接口卡組成，如圖 41 所示。增量式脈沖編碼器一般產(chǎn)生 A+、A、B+、B 、C+、C、三對差分信號，差分信號處理電路可以將三對信號進行整形、放大轉(zhuǎn)變成 A、B、C 三相信號?？梢钥闯?，在無前饋的情況下，電機跟隨誤差從開始的 63 個脈沖在 秒后上升到 114 個脈沖，隨后作類似余弦曲線的變化。速度環(huán)用于根據(jù)指令速度調(diào)節(jié)伺服電機的實際轉(zhuǎn)速，在山洋伺服電機中，參數(shù) Pr11 和 Pr12 分別設置其速度環(huán)增益和積分時間常數(shù)、位置環(huán)包括位置 PID 調(diào)節(jié)和速度、加速度前饋，由運動控制器底層程序完成，可根據(jù)位置偏差調(diào)節(jié)電機的指令速度，實現(xiàn)精確定位、回零等；輸出飽和控制主要在軟件中實現(xiàn)，可保證輸出電壓不會超過設定范圍；靜差補償則可以消除由于放大器的零點漂移帶來的偏差。通過驅(qū)動器的兩個開關輸入信號的四種狀態(tài)組合選擇其中一種。脈沖信號通過 PULSPULS2 進入驅(qū)動器，則電機按 CW 方向旋轉(zhuǎn)。這種伺服系統(tǒng)可在驅(qū)動器中由參數(shù) Pr02 設置為位置、速度和轉(zhuǎn)矩三種控制模式，現(xiàn)分述如下。3 伺服電機控制原理 交流伺服電機介紹交流伺服電機一般由永磁同步電機、轉(zhuǎn)子位置傳感器、速度傳感器組成，交流伺服電機和它的驅(qū)動器組成一個伺服系統(tǒng)。0L所以，縱向： 2220 )( cmkgLJG ???????????廣東海洋大學 2022 屆本科生畢業(yè)設計XY 工作臺微型計算機控制試驗系統(tǒng)－ 11 － 橫向： 2220 )( cmkgMLJG ??????????? 傳動系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)動慣量 計算?J縱向： kgc?????橫向： 1341m?? 驗算矩頻特性伺服電機最大靜轉(zhuǎn)矩 是指電機的瞬時失速力矩，從山洋伺服電機說明書中查maxjM得 。所以，縱向和橫向：廣東海洋大學 2022 屆本科生畢業(yè)設計XY 工作臺微型計算機控制試驗系統(tǒng)－ 10 － ???????????＝L大于滾動導軌的期望壽命，滿足設計要求，初選的滾動導軌副可采用。 滾珠絲杠螺母副的選擇 根據(jù)最大動載荷選用，其代號為：MDT 16043P3由《機電綜合設計指導》表 212 查得 MDT 16043P3 的安裝連接尺寸(mm):公稱直徑 基本道程滾珠絲桿副規(guī)格 dm L0 D1 D D4 B D5 D6 h1604 16 4 28 52 38 11 10 廣東海洋大學 2022 屆本科生畢業(yè)設計XY 工作臺微型計算機控制試驗系統(tǒng)－ 9 － 導軌的選型及計算 初選導軌型號及估算導軌長度導軌為直線滾動矩形導軌，本設計中共用 4 條導軌，每條導軌用 2 個滑塊，根據(jù)縱向最大動載荷 C=,橫向最大動載荷 C＝，通過查《機電綜合設計指導》表 216 P33，初選 4 條導軌的型號都為 GDA20SV。所以，總的變形量和機床進給系統(tǒng)規(guī)定的定位精度值的一半小，故縱向和橫向的滾珠絲杠可以滿足要求。m1d 取縱向進給的絲杠長度 L＝300mm，橫向進給的絲杠長度 L＝300mm。? 傳動效率計算滾珠絲杠螺母副的傳動效率 為? 見《機電綜合設計指導》公式（215）P15)(????tg＝式中： 為絲杠螺旋升角， 為摩擦角，滾珠絲杠副的滾動摩擦系數(shù)＝～,f其摩擦角約等于 。 計算銑削力 切向切削力 的計算ZF選用高速鋼直柄立銑刀，其銑削力公式為： ZdaaCFtpfeFZ ????查得 ＝， ＝16mm， ＝4mm， ＝～ ， ＝2mtdef pa（公式和參數(shù)查《機電綜合設計指導書》 ，湛江海洋大學 2022 年 3 月 P10）查《機械加工工藝設計手冊》 ，航天工業(yè)出版社 P632，得直柄立銑刀的齒數(shù)：＝ 3（粗）和 ＝6（細） 。工作臺尺寸一般為工作臺行程的 倍。因此本i設計中取 ＝1。要求重要剖面表達完整，向視表達完整，視圖適合標準。這個基礎是否牢固直接影響到一個國家的經(jīng)濟發(fā)展和綜合國力，關系到一個國家的戰(zhàn)略地位。實驗和仿真結果表明，系統(tǒng)設計合理，具有實時性好，跟隨誤差小，加工精確度高等優(yōu)點。本設計采用的雷賽 DMC3000 運動控制卡以 DSP 芯片 TMS320LF2407 作為處理器，基于 PCI 總線開發(fā)了多軸開放式運動控制器，并采用 PCI 9052 和 ISP1581 作為接口芯片構建 PCDSP 通訊電路，利用 CPLD 器件 EPM7128 構建兩路 QEP 信號處理電路并輔助完成譯碼等功能，接口卡負責完成控制卡與外部器件的互聯(lián)并進行光電隔離和電平轉(zhuǎn)換。因此設計內(nèi)容選擇很重要。在新世紀到來時，如何有效解決這些問題，使我國數(shù)控領域沿著可持續(xù)發(fā)展的道路，從整體上全面邁入世界先進行列，使我們在國際競爭中有舉足輕重的地位，將是數(shù)控研究開發(fā)部門所面臨的重要任務。D．為了保證進給伺服系統(tǒng)的傳動精度和平穩(wěn)性，選用摩擦小、傳動效率高的滾珠絲杠螺母副，并應有預緊裝置，以提高傳動剛度和消除間隙。/8000=176。因工作臺有 T 型槽，故取 М 0＝9kg。見《機電綜合設計指導》P14，得滾珠絲杠上的工作載荷： )(FmGFfKCVL???其中， 為工作臺縱向進給方向載荷， 為工作臺垂直進給方向載荷， 為工VFCF作臺橫向進給方向載荷，G 為移動部件重力. 和 分別為考慮顛覆力矩影響的實驗系Kf?數(shù)和導軌上的摩擦系數(shù)，對于矩形滾動導軌取 ＝， ＝。A．絲杠的拉壓變形量 1?滾珠絲杠應計算滿載時拉壓變形量，其計算公式為 見《機電綜合設計指導 》公式（215）EALFm?＝1?P23式中： 為在工作載荷 作用下絲杠總長度上拉伸或壓縮變形量（mm） ； 為絲杠1m mF的工作載荷(N)； 為滾珠絲杠在支承間的受力長度(mm)；E 為材料彈性模量，對鋼LE＝10 4MPa；A 為滾珠絲杠按內(nèi)徑確定的截面積（mm 2） ；“＋”號用于拉伸，“—”號用于壓縮。2?C．滾珠絲杠副剛度的驗算絲杠的總的變形量 應小于允許的變形量。)( mdI????所以，縱向： ???..024KF 橫向： ?? ...臨界載荷 與絲杠工作載荷 之比稱為穩(wěn)定性安全系數(shù) ，如果 大于許用穩(wěn)KFmFKnK定性安全系數(shù) ，則滾珠絲杠不會失穩(wěn)。 計算滾動導軌副的距離額定壽命 L滾動導軌副的距離額定壽命可用下列公式計算：滾動體為球時 見《機電綜合設計指導》公式（220）350???????WCTHafFLP30式中： 為滾動導軌副的距離額定壽命（km） ； 為額定載荷（N） ，從《機電綜合a設計指導》表 210 查得 ＝12400N； 為硬度系數(shù)導軌面的硬度為 58～64HRC 時，aCHf＝