一种多轴机床用嵌入式数控的运动控制平台制造技术

本实用新型专利技术提供了一种多轴机床用嵌入式数控的运动控制平台，包括一ARM核心的控制器、一硬件逻辑单元及复数个用于人机交互的外部装置；控制器与轴控制接口、硬件逻辑单元及每外部装置连接；控制器连接一同步动态随机存储器、一闪存及一RS485接口；硬件逻辑单元分别连接一串行配置器、一手轮脉冲编码器及一逻辑测试接口；控制器设有一插补运算器；硬件逻辑单元设有一与插补运算器、轴控制接口连接的脉冲密化器；硬件逻辑单元通过一解差分器与轴控制接口连接；硬件逻辑单元通过一扩展口与操作面板接口连接；硬件逻辑单元通过扩展口及一光电隔离器与通用输入输出接口连接。本实用新型专利技术的优点在，通过该运动控制平台便于对多轴机床的控制。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种多轴机床用嵌入式数控的运动控制平台
本技术涉及一种机床数控领域，特别指一种多轴机床用嵌入式数控的运动控制平台。
技术介绍
在机床实时控制的系统中，对响应时间有严格的要求，如果系统响应时间不能满足，就会引起崩溃或出现致命的错误。在数控系统中，外围电气状态开关量的实时采集以及运动控制中位置环的实时运算，都需要在既定的时间内实现响应，否则将影响系统的加工精度。为满足数控系统对实时性的需求，需要采用精简指令集的ARM处理器，结合实时操作系统与FPGA相配合，且能满足多轴运动控制的运动控制平台。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题，在于提供一种多轴机床用嵌入式数控的运动控制平台，结构简单，加工精度高，实现对机床多轴运动的控制。本技术是这样实现的一种多轴机床用嵌入式数控的运动控制平台，所述机床设有一轴控制接口、一操作面板接口及一通用输入输出接口 ；所述轴控制接口与该机床的伺服驱动器连接；所述操作面板接口与该机床的操作面板连接；所述通用输入输出接口与该机床的外部电气控制单元连接；所述运动控制平台包括一 ARM核心的控制器、一硬件逻辑单元及复数个用于人机交互的外部装置；所述控制器分别与轴控制接口、硬件逻辑单元及每所述外部装置连接；所述控制器分别连接一同步动态随机存储器、一闪存及一RS485接口 ；所述闪存包含一 NAND型闪存和一 NOR型闪存；所述硬件逻辑单元分别连接一串行配置器、一手轮脉冲编码器及一逻辑测试接口 ；所述控制器设有一用于执行NC代码的插补运算器；所述硬件逻辑单元设有一脉冲密化器；所述脉冲密化器分别与所述轴控制接口、插补运算器连接；所述硬件逻辑单元通过一解差分器与所述轴控制接口连接；所述硬件逻辑单元通过一扩展口与所述操作面板接口连接；所述硬件逻辑单元通过所述扩展口及一光电隔离器与所述通用输入输出接口连接。较佳的，复数个所述外部装置包括一键盘、一显示器、一计算机及复数个远程IO装置；所述控制器通过一 KBD接口与所述键盘连接；所述控制器通过一 LCD接口与所述显示器连接；所述控制器通过一USB接口或一RS232接口或一以太网接口与所述计算机连接；所述控制器通过一 CAN总线接口与复数个所述远程IO装置连接。较佳的，所述控制器分别与SD接口、JTAG接口、LED接口、RTC接口连接。较佳的，所述外部电气控制单元包括行程限制单元、冷却控制单元、润滑控制单元及刀库控制单兀。较佳的，所述控制器与硬件逻辑单元间的通信接口通过EABI总线连接。较佳的，所述控制器、硬件逻辑单元二者的数据连接线通过一三态总线缓冲器相互连接；所述控制器的读信号线、硬件逻辑单元的数据使能线均与所述三态总线缓冲器连接；所述控制器的读信号线、片选信号线、命令信号线及写信号线均与所述硬件逻辑单元连接；所述硬件逻辑单元的总线等待信号线、中断输出管脚均与所述控制器连接。较佳的，所述控制器为型号S3C2440A的ARM9处理器；所述硬件逻辑单元为型号EP3C10的处理器；所述串行配置器为型号EPCS16的串行配置器。本技术的优点在于通过ARM核心的控制器、外部装置及硬件逻辑单元通过轴控制接口、操作面板接口、一通用输入输出接口与机床上的伺服电机、操作面板、外部电气控制单元连接，实现一个用于对机床的多轴进行控制的运动控制平台。附图说明下面参照附图结合实施例对本技术作进一步的说明。图I是本技术一种多轴机床用嵌入式数控的运动控制平台的结构示意图。图2是本技术一种多轴机床用嵌入式数控的运动控制平台的电路结构示意图。。图3是本技术一种多轴机床用嵌入式数控的运动控制平台的加工程序流程图。图4是本技术一种多轴机床用嵌入式数控的运动控制平台中控制器与硬件逻辑单元的连接示意图。图5是本技术一种多轴机床用嵌入式数控的运动控制平台中硬件逻辑单元的内部逻辑功能示意图。图6是本实用 新型一种多轴机床用嵌入式数控的运动控制平台中脉冲密化器的数据格式示意图。图7是本技术一种多轴机床用嵌入式数控的运动控制平台中脉冲密化器的脉冲密化流程图。图8是本技术一种多轴机床用嵌入式数控的运动控制平台中硬件逻辑单元对通用输入输出接口实时扫描的工作框图。图9是本技术一种多轴机床用嵌入式数控的运动控制平台的总体工作框图。具体实施方式请参阅图I和图2所示，一种多轴机床I用嵌入式数控的运动控制平台2，所述机床I设有一轴控制接口 11、一操作面板接口 12及一通用输入输出接口 13;所述轴控制接口 11与该机床I的伺服驱动器14连接；所述操作面板接口 12与该机床I的操作面板121连接；所述通用输入输出接口 13与该机床I的外部电气控制单元131连接；所述运动控制平台2包括一 ARM核心的控制器21、一硬件逻辑单元22 (即FPGA)及复数个用于人机交互的外部装置23 ;所述控制器21分别与轴控制接口 11、硬件逻辑单元22及每所述外部装置23连接；所述控制器21分别连接一同步动态随机存储器211 (即SDRAM)、一闪存212及一RS485接口 213 ;所述闪存(即FLASH) 212包含一 NAND型闪存2121和一 NOR型闪存2122 ；所述硬件逻辑单元22分别连接一串行配置器221、一手轮脉冲编码器222及一逻辑测试接口 223 ;所述控制器21设有一用于执行NC代码的插补运算器214 ;所述硬件逻辑单元22设有一脉冲密化器224 ;所述脉冲密化器224分别与所述轴控制接口 11、插补运算器214连接；所述硬件逻辑单元22通过一解差分器225与所述轴控制接口 11连接；所述硬件逻辑单元22通过一扩展口 226与所述操作面板接口 12连接；所述硬件逻辑单元22通过所述扩展口 226及一光电隔离器227与所述通用输入输出接口 13连接。用外部装置23通过ARM核心的控制器21和硬件逻辑单元22从轴控制接口 11、操作面板接口 12及通用输入输出接口 13对机床I进行控制，同时动控制平台2对轴控制接口 11的输出可以是以脉冲或模拟的方式实现，满足对机床I进行数控操作的需求，更精确有效率。再请参阅图1和图2所示，复数个所述外部装置23包括一键盘231、一显示器232、一计算机233及复数个远程IO装置234 ;所述控制器21通过一 KBD接口 215与所述键盘231连接；所述控制器21通过一 IXD接口 216与所述显示器232连接；所述控制器21通过一USB接口 217或一 RS232接口 218或一以太网接口 219(即RJ45接口)与所述计算机233连接；所述控制器21通过一 CAN总线接口 220与复数个所述远程IO装置234连接。此设计让操作人员能通过键盘231、显示器232、计算机233及复数个远程IO装置234实现对机床I的控制，更简单方便。如图2所示，所述控制器21分别与SD接口 24、JTAG接口 25、LED接口 26、RTC接口 27连接。此设计让操作人员能通过SD接口 24对运动控制平台2加载用于控制机床I的NC加工代码；通过JTAG接口 25对运动控制平台2的底层进行编辑；通过LED接口 26连接LED以显示该运动控制器的基本运行状态；通过RTC接口 27连接计时器，为系统提供准确的系统时间，方便系统管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多轴机床用嵌入式数控的运动控制平台，所述机床设有一轴控制接口、一操作面板接口及一通用输入输出接口；所述轴控制接口与该机床的伺服驱动器连接；所述操作面板接口与该机床的操作面板连接；所述通用输入输出接口与该机床的外部电气控制单元连接，其特征在于：所述运动控制平台包括一ARM核心的控制器、一硬件逻辑单元及复数个用于人机交互的外部装置；所述控制器分别与轴控制接口、硬件逻辑单元及每所述外部装置连接；所述控制器分别连接一同步动态随机存储器、一闪存及一RS485接口；所述闪存包含一NAND型闪存和一NOR型闪存；所述硬件逻辑单元分别连接一串行配置器、一手轮脉冲编码器及一逻辑测试接口；所述控制器设有一用于执行NC代码的插补运算器；所述硬件逻辑单元设有一脉冲密化器；所述脉冲密化器分别与所述轴控制接口、插补运算器连接；所述硬件逻辑单元通过一解差分器与所述轴控制接口连接；所述硬件逻辑单元通过一扩展口与所述操作面板接口连接；所述硬件逻辑单元通过所述扩展口及一光电隔离器与所述通用输入输出接口连接。

【技术特征摘要】
1.一种多轴机床用嵌入式数控的运动控制平台，所述机床设有一轴控制接口、一操作面板接口及一通用输入输出接口 ；所述轴控制接口与该机床的伺服驱动器连接；所述操作面板接口与该机床的操作面板连接；所述通用输入输出接口与该机床的外部电气控制单元连接，其特征在于:所述运动控制平台包括一 ARM核心的控制器、一硬件逻辑单元及复数个用于人机交互的外部装置；所述控制器分别与轴控制接口、硬件逻辑单元及每所述外部装置连接；所述控制器分别连接一同步动态随机存储器、一闪存及一 RS485接口 ；所述闪存包含一 NAND型闪存和一 NOR型闪存；所述硬件逻辑单元分别连接一串行配置器、一手轮脉冲编码器及一逻辑测试接口 ；所述控制器设有一用于执行NC代码的插补运算器；所述硬件逻辑单元设有一脉冲密化器；所述脉冲密化器分别与所述轴控制接口、插补运算器连接；所述硬件逻辑单元通过一解差分器与所述轴控制接口连接；所述硬件逻辑单元通过一扩展口与所述操作面板接口连接；所述硬件逻辑单元通过所述扩展口及一光电隔离器与所述通用输入输出接口连接。2.如权利要求1所述的一种多轴机床用嵌入式数控的运动控制平台，其特征在于:复数个所述外部装置包括一键盘、一显示器、一计算机及复数个远程IO装置；所述控制器通过一 KBD接口与所述键盘连接；所述控制器通过一 LCD接口与所述显示器连接；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李光炀，蒋新华，陈兴武，聂明星，邵明，郑积仕，聂作先，王光耀，
申请(专利权)人：福建工程学院，
类型：实用新型
国别省市：