基于DSP开放数控系统的嵌入式运动控制器设计及实现
刘学鹏;赵冬梅
【摘 要】基于PC和DSP的开放式数控系统是当今数控技术的发展主流和研究热点.设计基于PCI总线技术和DSP技术的开放式多轴运动控制卡,介绍其硬件实现和软件实现并进行测试.测试结果表明该控制器能很好地完成各种指令和实现各种运动轨迹.
【期刊名称】《机床与液压》 【年(卷),期】2010(038)018 【总页数】4页(P17-19,22)
【关键词】开放CNC系统;DSP;运动控制卡 【作 者】刘学鹏;赵冬梅
【作者单位】中山职业技术学院,广东中山,528404;华南理工大学自动化学院,广东广州,510640;中山职业技术学院,广东中山,528404 【正文语种】中 文 【中图分类】工业技术
2010 年 9 月 第 38卷 第 18 期 机床与液压 MACHINE TOOL ＆ HYDRAULICSSep. 2010 Vol.38No.18 DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2010.18.006基于 DSP开放数控 系统 的 嵌 入 式运动控制 器设计及 实现刘 学鹏 1'2 ， 赵冬梅 ‘（
1 ． 中山 职业技术 学院 ， 广 东中山 528404 ；
2 ． 华 南理 工 大 学 自动 化 学院 ， 广 东广 州 510640 ）摘要 ： 基于 PC 和 DSP 的开放式数控系统是当今数控技术的发展主流和研究热点。 设计基于 PCI 总线技术和 DSP 技术 的开放式多轴运动控制卡， 介绍其硬件实现和软件实现并进行测试。 测试结果表明该控制器能很好地完成各种指令和实现 各种运动轨迹。关键词 ： 开放 CNC 系统 ； DSP ； 运动控制卡中图分类号 ： TP273文献标识码 ： B文章编号 ： 1001 -3881( 2010)18 - 017-3 Design and Implementationof EmbeddedMotion Controllerin Open-CNCSystemBasedonDSP LIUXuepeng\
(1.ZhongshanPolytechnic,ZhongshanGuangdong528404, China; 2.SouthChinaUniversityof Technology, Guangzhou Guangdong 510640, China) Abstract: OpenCNCsystembasedonPCandDSPis mainstreamof numericcontrol technologytoday.Theopenmulti-axis motioncontrol cardbasedonPCIbusandDSPtechnologywasdesigned.Thehardwareimplementationandsoftwareimplementationofche card wereintroducedandthe testwasmade.Thetestresults demonstratethat itcanaccomplishthe instruction andrealizemotiontracks. Keywords:
OpenCNCsystem;DSP;Motioncontrol card数控技术是现代制造技术的基础和核心 ， 它综合 应用微电子 、 计算机 、 自动控制 、 电气传动 、 测量技 术 、制造技术等多学科 的最新研究成果 ， 成为 20 世 纪以来逐步发展 的机床控制的新技术。20 世纪 90 年代末基 于 DSP(DigitalSignalPro-cessor)的运动控制技术 的突破 ， 为开放式数控 系统 的发展创造 了新 的条件。 以基 于 DSP 的高性能运 动 控制器为核心 ， 与标准 PC 机集成的新一代开放式数 控系统将是 以后数控技术发展的主流 。 长期 以来 ， 基 于DSP的高性能多轴运动控制卡技术一直被 国
外所垄断 ，价格 昂贵。 因此 ， 研究和开发基 于 DSP 的具 有开放式结构的高性能多轴运动控制卡 ， 具有重要意 义 。开放式数控系统是数控系统未来的发展主流 ， 研 究开放式数控系统的主要 目的是建立一个模块化 、 可 重构 、可扩充的系统平 台， 提高数控系统的柔性和集成性 。开放式数控系统应具有以下基本特征 ：(1) 互操作性。 它提供标准化 的接 口 、 执行模 块 、通讯和交互模块。 (2) 可移植性。 不 同的系统模块 可 以运行在不同的系统平 台上 。 (3) 可扩展性 。 通过添加或减少特定 的模块可以满足用户的特殊要求。 (4) 可互换性 。 允许不 同性 能和 不 同执行能力的模块互相代替。与传统的封闭式专用数控系统相 比 ， 开放式数控 系统的主要优势在于 ： 在体系结构上给用户留有进行 二次开发更多的余地 ， 能够迅速有效地响应新的加工 需求。开放式数控系统的实现途径包括 3 种方式 ： 开 放人机控制接 口 、 开 放 系统核心 接 口 、 开放体系结 构。作者研究的是基于 PC 的开放式数控系统即运动控制器-PC 型 。目前 ，国外很 多机构在研究该运 动控制器‘ 卜剐 ， 如美国 DeltaTauDataSystem 公 司开发 的基于 DSP 技术的 PMAC运 动 控制器 ， 可完成插 补运算 、 伺 服控制 、 PLC 控制等实时控制功能 ， 它可 同时控制 1-8根轴 ，每秒可执行 500 个程序段 ， 主要 用 于高端用户 ， 其特点是功 能 强 大 、 精度 高 、 适 合复杂运 动控制 ； NI（美国国家仪器 ）开发出 PCI-7734/PXI-7734/ PXI-7358/PXI-7734/FW-7734 等系列多轴控制器 ； 德国 MOVTEC 公司开发 的 DEC4T 、 DEC4DA 是基于 PC机 、专用控制步进 电机和数字伺服 电机 的运动控制器 ， 最多可控制 4 轴 4 联动 ， 进行直线和圆弧插补等运动 ，也可 以多个控制器链接起来控制更 多 的运 动收稿 日期 ： 2009-08-20作者简介： 刘学鹏 (1975-) ， 男 ， 博士后 ， 研究方向为 DSP 、 机电一体化 、 MEMS 。 电话 ： 13822760015 ， E-mail: lxpzdm @163.com 。2010年9月第 38卷第18期机床与液压 TOOL＆HYDRAULICS Sep. Vol.38No.18 10.3969/j.issn.1001-3881.2010.18.006刘学鹏1'2，赵冬梅
基于DSP开放数控系统的嵌入式运动控制器设计及实现
