一种基于ARM的数控机床控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种基于ARM的数控机床控制系统，包括ARM处理器、控制面板、电机驱动器控制机构、数模转换电路和IO口，所述的ARM处理器分别与控制面板、电机驱动器控制机构、数模转换电路和IO口连接，所述的电机驱动器控制机构与数控机床的电机驱动器连接，所述的数模转换电路与数控机床的主轴连接，所述的IO口与数控机床的自动换刀机构连接。与现有技术相比，本实用新型专利技术具有适用范围广、高性能等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于ARM的数控机床控制系统
本技术涉及一种数控机床控制系统，尤其是涉及一种基于ARM的数控机床控制系统。
技术介绍
CNC(数控机床)控制器是指计算机数字控制机床(ComputerNumericalControl)的程序控制系统，是数控机床的核心智能单元，能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序(G代码、M代码等)，通过将其译码，从而控制机床执行规定好了的动作，通过刀具切削将毛坯料加工成半成品或成品零件，大大提高了模具加工的生产率。目前广泛使用的数控机床控制器主要由德国、日本和美国等研发制造，相关的技术对国内基本是封闭的。国内市场上有的数控机床大部分是较大型数控机床，如何进行小型化设计成为需要解决的问题。
技术实现思路
本技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于ARM的数控机床控制系统。本技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于ARM的数控机床控制系统，包括ARM处理器、控制面板、电机驱动器控制机构、数模转换电路和IO口，所述的ARM处理器分别与控制面板、电机驱动器控制机构、数模转换电路和IO口连接，所述的电机驱动器控制机构与数控机床的电机驱动器连接，所述的数模转换电路与数控机床的主轴连接，所述的IO口与数控机床的自动换刀机构连接。该系统还包括与ARM处理器连接的显示器。显示器为LCD显示器或者触摸屏。该系统还包括与ARM处理器连接的上位机。所述的上位机通过有线网络或者无线网络与ARM处理器连接。所述的上位机通过USB接口与ARM处理器连接。所述的IO口设有两路，其中一路与数控机床的自动换刀机构连接，另一路与数控机床的IO控制端连接。所述的ARM处理器为ARMCORTEXM4处理器。与现有技术相比，本技术具有以下优点：1)基于本技术的数控机床设计成了中小型化，具有低成本、高性能兼容性、扩展性好等特点；2)本产品自主研发，既可标准化生产，也可定制，可以控制不同精度的伺服驱动器，从而面向不同档次的使用需求。3)适用范围广，本技术基于ARMCORTEXM4处理器，实现CNC控制器功能，本产品可用于数控机床、雕刻机、3D打印机、机器人等控制领域。附图说明图1为本技术的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。如图1所示，一种基于ARM的数控机床控制系统，包括ARM处理器1、控制面板2、电机驱动器控制机构3、数模转换电路4和IO口5，所述的ARM处理器1分别与控制面板2、电机驱动器控制机构3、数模转换电路4和IO口5连接，所述的电机驱动器控制机构3与数控机床的电机驱动器8连接，所述的数模转换电路4与数控机床的主轴9连接，所述的IO口5与数控机床的自动换刀机构11连接。所述的ARM处理器1为ARMCORTEXM4处理器。该系统还包括与ARM处理器连接的显示器7。显示器为LCD显示器或者触摸屏。该系统还包括与ARM处理器连接的上位机6。所述的上位机通过有线网络或者无线网络与ARM处理器连接。所述的上位机6过USB接口与ARM处理器连接。所述的IO口5有两路，其中一路与数控机床的自动换刀机构11，另一路与数控机床的IO控制端10。本技术实现以下功能：1.输入加工数据可以通过串口输入，也可通过U盘直接输入文件；2.实现G代码，以及大量其他辅助指令，包括：G00、G01：直线快速定位及带速的直线切削进给；G02、G03：顺时针、逆时针圆弧切削；G4：等待暂停控制；G10:相对坐标系偏移值设置；G17、G18、G19：工作平面设定；G20、G21：位置单位选择(米制、英制)；G28.0、G28.1：参考点归位控制；G40、G41、G42：刀具半径补偿控制；G43、G44、G49：刀具长度补偿控制；G53、G54、G55、G56、G57、G58、G59：工作坐标系统设定；G61.0、G61.1、G64：削路径模式设定；G80、G81、G82、G83、G84、G98、G99钻孔指令控制；G90、G91绝对位置、增量位置选择控制；G92.0、G92.1、G92.2、G92.3：绝对零点坐标系统设定；G93、G94速度模式控制；等G代码、M代码及其他代码的功能实现，并且可以实现用户设定的私有指令。3.具有手轮控制功能；4.具有自动换刀功能；5.系统可以通过连接上位机来操作实现，也可通过控制面板进行操作；本产品控制器还具有以下特点：1、钟形曲线加速/减速，也称作为S曲线加减速，与使用直线加速方式相比，这种方式可使机床获得更好的加速效果，与其它加速方式相比，如直线方式和指数方式，采用钟形曲线方式可获得更小的定位误差。2.更小的指令单位，本系统机床主轴传递运动和定位指令的单位可小于1微米。在充分利用CPU处理能力后，其最小指令单位可以更小，由此可获得更高的加工精度，可使电机运行得更平稳，而电机运行平稳可使得机床能够在床身振动不加大的前提下，以更高的加速度运行。3、待加工轨迹监控，通过加工轨迹监控可实现对程序的预处理，以此来确保能获得更优异的加速/减速控制。4、可使用数字伺服控制，使用该系统后，CNC能够更及时地控制伺服系统，对机床的控制也变得更精确。5、本控制器具有完全自主知识产权，可以任意修改，也可以为客户量身定做实现私有加工代码。6、多坐标、多系统控制，本控制器目前的控制系统数为6个通道，并且实现6轴联动，模块化设计可以使得轴的数量和功能任意扩展。7、使用本控制器的机床可以构成机床群，适用于数控机床实验室，教师主机通过网络可以收集各个机床的信息，包括视频信息、机床运行信息、出错信息等，可随时随地进行教学实验。系统参数配置：系统可以针对以下参数进行灵活配置：1、电机驱动器控制，包括驱动器匹配轴号、电机转角、螺距、微步、极性、功率控制等；2、轴的控制，包括轴运动方式、运动最大速度、最大距离、最大加加速、归零距离控制等；3、系统参数配置，包括位置打印时间间隔、平面选择、单位、坐标系、路径控制配置等。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于ARM的数控机床控制系统，其特征在于，包括ARM处理器、控制面板、电机驱动器控制机构、数模转换电路和IO口，所述的ARM处理器分别与控制面板、电机驱动器控制机构、数模转换电路和IO口连接，所述的电机驱动器控制机构与数控机床的电机驱动器连接，所述的数模转换电路与数控机床的主轴连接，所述的IO口与数控机床的自动换刀机构连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于ARM的数控机床控制系统，其特征在于，包括ARM处理器、控制面板、电机驱动器控制机构、数模转换电路和IO口，所述的ARM处理器分别与控制面板、电机驱动器控制机构、数模转换电路和IO口连接，所述的电机驱动器控制机构与数控机床的电机驱动器连接，所述的数模转换电路与数控机床的主轴连接，所述的IO口与数控机床的自动换刀机构连接。2.根据权利要求1所述的一种基于ARM的数控机床控制系统，其特征在于，该系统还包括与ARM处理器连接的显示器。3.根据权利要求2所述的一种基于ARM的数控机床控制系统，其特征在于，显示器为LCD显示器或者触摸屏。4.根据权利要求1所述的一种基于ARM的数控...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁三男，
申请(专利权)人：上海电力学院，
类型：新型
国别省市：上海,31