一种相贯线切割机数字控制系统技术方案

一种相贯线切割机数字控制系统，包括：计算机，用于控制所述系统；运动控制装置，进行插补运算并对伺服周期进行控制；所述运动控制装置连接在所述计算机上。所述运动控制装置包括DSP芯片和FPGA芯片，所述DSP芯片用于进行轨迹规划、速度前瞻和速度规划，所述FPGA芯片用于进行插补运算和伺服周期控制，本系统能够解决现有相贯线切割机数字控制系统操作复杂、使用门槛高、细节实现不完善的问题。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种相贯线切割机数字控制系统，包括：计算机，用于控制所述系统；运动控制装置，进行插补运算并对伺服周期进行控制；所述运动控制装置连接在所述计算机上。所述运动控制装置包括DSP芯片和FPGA芯片，所述DSP芯片用于进行轨迹规划、速度前瞻和速度规划，所述FPGA芯片用于进行插补运算和伺服周期控制，本系统能够解决现有相贯线切割机数字控制系统操作复杂、使用门槛高、细节实现不完善的问题。【专利说明】一种相贯线切割机数字控制系统
本专利技术涉及数控切割机控制领域，尤其涉及一种相贯线切割机数字控制系统。
技术介绍
目前6轴4联动相贯线切割机数字控制器种类较多，从硬件结构上来区分，可以分为基于嵌入式的封闭数控系统和基于PC机的开放式数控系统。基于嵌入式的数控系统是用单片机或ARM芯片为主控芯片实现运动控制算法，虽然其成本较低，一般来说体积也较小，但是存在以下不足:(I)嵌入式系统运算能力较差，以ARM Cortex-A8为例，720MHz主频的CPU其运算能力仅为Intel Atom N270 L 6GHz CPU的1/20，无法有效地进行运动控制插补运算；(2)嵌入式系统的操作习惯支持不如PC机系统，用户界面不够友好；(3)嵌入式系统上较难集成第三方工具，例如和数控系统配套的CAM软件，在PC上可以正常运行，而在嵌入式上则难以实现；(4)嵌入式系统开发难度大于PC机上软件开发，由于开发是在普通PC上进行的，所以嵌入式的开发需要进行交叉编译，这对于软件的调试纠错会带来很大的麻烦，进而影响开发速度。基于PC机的数控系统，是利用运动控制卡提供的各类运动控制功能，调用API函数实现对机床的控制。虽然其成本较高，但是却拥有众多优点，除了全面超越嵌入式数控系统的上述4点以外，PC机数控系统还有如下优点:(I)商业软件优良的一致性，windows操作系统一直以来都在致力于软件的兼容，因此将WindowsXP的程序做少许改动就能将其移植到Wind0ws7操作系统上，在极少的工作量情况下完成操作系统的升级；(2)专用运动控制卡的高稳定性，由于运动控制卡只需要面对有限的API函数接口，无需过多考虑各种特殊需求，因此运动控制卡的稳定性极大的优于嵌入式系统；(3)易维护性，基于X86架构的硬件在市场上非常容易购买，若干年后哪怕原先的型号停产了也可以买到兼容的最新硬件，而嵌入式的硬件一旦停产，只有将整个系统全部更新。正是由于以上的诸多区别，使基于PC式的数控系统非常适合于类似切管系统这类较为专用的数控系统。现在的6轴4联动相贯线切割机数字控制系统通常是用通用数控系统来实现的，例如西班牙发格系统、德国西门子系统、日本发那科系统。这些系统性能稳定，功能强大，但是却存在着如下不足: (1)技术门槛高，一般厂家没有能力将一台通用数控系统改造成适用于某个专门应用的数控系统； (2)操作界面复杂，由于通用数控系统的设计目标是面向各类数控系统，所以其人机界面无法对所针对的应用做非常细致的优化，包括工艺参数、行业称呼等，因此造成界面复杂，培训上手难度较大。为解决上述问题，本专利技术提供一种相贯线切割机数字控制系统，能够解决现有相贯线切割机数字控制系统操作复杂、使用门槛高、细节实现不完善的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种相贯线切割机数字控制系统，能够解决现有相贯线切割机数字控制系统操作复杂、使用门槛高、细节实现不完善的问题。一种相贯线切割机数字控制系统，包括: 计算机，用于控制所述系统； 运动控制装置，进行插补运算并对伺服周期进行控制； 所述运动控制装置连接在所述计算机上。其中， 所述计算机是个人计算机，所述计算机包括至少2个PCI插槽； 所述计算机的操作系统为Windows Embedded Standard 2009,所述操作系统经过裁剪，并具有磁盘写保护功能。所述运动控制装置是运动控制卡，所述运动控制卡置于所述PCI插槽中，所述运动控制卡包含8K字节大小的缓冲区。所述运动控制装置包括DSP芯片和FPGA芯片，所述DSP芯片用于进行轨迹规划、速度前瞻和速度规划，所述FPGA芯片用于进行插补运算和伺服周期控制。所述轨迹规划是:根据上位机提供的轨迹值，使用正向运动学方程计算出相贯线切割机的各个轴的目标位置； 所述运动控制装置根据所述速度前瞻计算相贯线切割机的各个轴运动段的末点运行速度。所述相贯线切割机是6轴4联动相贯线切割机； 所述6轴为XYZB⑶轴，其中XYZU轴为平移轴，BC轴为旋转轴，联动的4轴为XYBC轴，所述Z轴在运动中自动保持联动控制。所述Z轴通过双接近开关检测高度，当割嘴与钢管过近时，两个接近开关同时有信号，所述系统控制Z轴上升，当割嘴与钢管过远时，两个接近开关同时没有信号，所述系统控制Z轴下降，当两个接近开关只有一个有信号时，所述系统维持当前Z轴高度。作为优选，所述系统还包括: 输入输出装置，用于输入输出相关信息，所述输入输出装置包括:液晶显示输出设备、触摸屏设备、键盘输入设备和输入输出接口卡。所述输入输出接口卡包括:隔离模块、滤波模块和信号放大模块，所述输入输出接口卡通过总线进行连接，并能够进行级联。所述输入输出接口卡的所有对外接口通过光耦进行隔离并进行滤波。所述输入输出接口卡置于强电柜或控制柜中，与外部强电控制接口分离并通过屏蔽线连接。作为优选，所述控制所述系统包括:加工数据管理、状态监测、远程控制、日志管理和智能报警中的至少一种。所述加工数据管理包括:加工图纸、加工代码、确定对应代码下料数量和零件数据库管理中的至少一种。所述状态监测包括:输入输出状态监测、零件加工实时轨迹跟踪和机床各轴的坐标位置监控中的至少一种。所述远程控制包括:远程控制机床停止、远程监测机床状态中的至少一种。所述日志管理包括:记录用户按键操作、记录机床状态历史中的至少一种。所述智能报警为:在出现错误时自动提示并确保安全停车，直至用户手工解除报m目O作为优选，所述系统还包括不间断电源，在断电时为所述系统供电。当所述系统检测到断电信号时自动停止运动，并保存现场运行数据；当所述系统重新上电后一键恢复断电时的现场状态。本专利技术提供一种相贯线切割机数字控制系统，能够解决现有相贯线切割机数字控制系统操作复杂、使用门槛高、细节实现不完善的问题。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术的一种相贯线切割机数字控制系统的结构示意图。【具体实施方式】为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合【具体实施方式】并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本专利技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本专利技术的概念。图1是本专利技术的一种相贯线切割机数字控制系统的结构示意图。根据图1所示，一种相贯线切割机数字控制系统，包括: 计算机I，用于控制所述系统； 运动控制装置2，进行插补运算并对伺服周期进行控制； 所述运动控制装置2连接在所述计算机上。其中， 所述计算机I是个人计算机，所述计算机I包括至少2个PCI插槽； 所述计算机I中装有电子硬盘，该硬盘具有优于传统机械硬盘的抗震、抗低温、抗高温性能，该硬盘用来安装Windows Embedded Standard 2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种相贯线切割机数字控制系统，其特征在于，包括：计算机，用于控制所述系统；运动控制装置，进行插补运算并对伺服周期进行控制；所述运动控制装置连接在所述计算机上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张英隆，徐青菁，曾超，唐厚君，方万，孟祥群，郁苗成，
申请(专利权)人：湖州交达数控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：