一种基于运动控制卡的数控专用机床

文章摘要：采用VC++编写下层控制程序，VB 开发操作界面，通过DDE 传递控制命令，提高了系统的稳定性和直观性，如图2 所示。图 2 硬件结构采用标准工业控制用计算机，操作面板的功能包括急停，电机的手动起停等操作，利用触摸屏来实现。运动控制卡采用美国Galil 公司的DMC-18X2 运动控制卡，伺服控制器采用日本松下公司产品，同时向控制卡提供编码器反馈信号。该编码器为2500 脉冲/转，经过伺服控制器四倍频后，即10000 脉冲/转，提供给控制卡。光栅尺的选择根据加工精度要求，采用1000 脉冲/毫米产品，行程200 毫米。接口卡美国Galil 公司配套产品，提供对按钮、编码器、急停、故障等的接线。

一种基于运动控制卡的数控专用机床,标签：电子电路基础,模拟电路基础,http://www.88dzw.com
采用VC++编写下层控制程序，VB 开发操作界面，通过DDE 传递控制命令，提高了系统的稳
定性和直观性，如图2 所示。

图 2 硬件结构

采用标准工业控制用计算机，操作面板的功能包括急停，电机的手动起停等操作，利用
触摸屏来实现。运动控制卡采用美国Galil 公司的DMC-18X2 运动控制卡，伺服控制器采用日本松下公司产品，同时向控制卡提供编码器反馈信号。该编码器为2500 脉冲/转，经过伺服控制器四
倍频后，即10000 脉冲/转，提供给控制卡。光栅尺的选择根据加工精度要求，采用1000 脉冲/毫米产品，行程200 毫米。接口卡美国Galil 公司配套产品，提供对按钮、编码器、急停、故障等的接线。

5 软件设计
软件平台采用Windows 操作系统，VC++开发运动控制程序，VB 开发界面，分为拉丝和
磨光两个主要画面，采用DDE 方式进行VC 和VB 之间的通讯，。其功能包括板卡初始化，接
通电源，各个轴的运动起点和终点确定，对丝，拉丝，磨光等几个步骤。

5.1 运动控制模块的设计
针对以上各种功能和控制卡的特点，控制程序采用VC++编制，模块化程序设计，提高了系统的稳定性。系统的框图如下：

图 3 系统框图

5.1.1 DDE 模块
作为DDE Server，负责与向界面提供各种状态指示，以及传送来的各种命令的解释，
及时把各个轴的坐标数据发送给VB。该模块的定时扫描周期为100 毫秒。
在实际应用中，由于界面与控制程序分属于不同的程序，因此二者之间存在着同步的问
题，我们在控制程序中设立了状态指示字，用于指示、更新当前的运动状态。
利用DDE 的XTYP_EXECUTE 会话方式，由客户端发送命令到服务器端，由于传送命令较
多，我们定义了数据传送格式，以区别不同命令。

其中前面三位ABC 是命令码，代表命令的类型，编码从001 开始，依次累加，后面以”,”
分割，然后是该命令的运动参数,比如点动命令的不同方向等。有的命令参数不止一个，可
以依次扩充，最后以”*”结束。
例如：C 轴点动命令，命令码是016 ,可以有两个方向的运动，因此它的命令形式为：
016，0 *。0 代表顺时针方向。
5.1.2 命令处理模块
负责实时监测DDE 传送来的各种命令，然后执行不同的子模块，包括点动、拉丝、磨光、开停电机等等。该模块是运动控制程序的核心部分，所有命令都通过此程序执行。定时扫描周期为100 毫秒。
5.1.3 坐标更新模块
实时监测各个轴的反馈脉冲值，然后进行计算，得到坐标位置，同时得到该轴的运动方向等参数，更新坐标轴位置。更新周期同样为100 毫秒。
5.1.4 端口扫描模块
对数字量输入端口定时进行扫描，包括急停、电机按钮、伺服控制器故障等信号的处理。更新周期100 毫秒。
5.1.5 故障诊断模块

包括对程序自身正在进行的操作的状态指示，接收DDE 命令的历史记录显示，以及发送
给控制卡命令的记录显示，向操作人员提供故障诊断信息。
5.2 关键算法的处理
5.2.1 磨辊的分度
磨辊的表面一周分布有数百条凹槽，设为n，实际应用中，磨辊转动一周的脉冲数是固
定的，假设为P，当然P/n 一般不会得到整数，设
N = floor(P/n) 即N 为不超过P/n 的整数,代表每一个凹槽所占有的脉冲数,设
R = P – N*n
即R 代表多出的脉冲数,问题转化成为如何处理R 个脉冲。一般情况下，N>>1,而R<N,
因此我们可以把R 个脉冲均分到n 个凹槽中，实际上，我们采取把R 个脉冲分到了从1 开始

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