基于pc运动控制板卡的交流伺服控制系统

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1、5基于PC运动控制板卡的交流伺服运动控制系统5.1开放式运动控制系统5.2PMAC运动控制器5.3PCI运动控制卡设计基于PC的伺服运动控制系统是一种开放式结构的系统，可以充分利用PC机的资源和第三方软件资源完成用户应用程序的开发，将生成的应用程序指令通过PC并行总线传送给运动控制器，运动控制器根据来自PC机的应用程序命令，按照设定的运动模式，向驱动器发出运动指令，完成相应的实时运动规划。5.1开放式运动控制系统5.1.1开放式数控系统一般数控系统由3部分组成：1，MMC：人机接口2，CNC：运动控制部分，包括伺服部分，但一般主轴在PLC部分。3，PLC：机床的顺控

2、部分人机接口NC控制器伺服驱动器数控机床传感器机床强电MMCCNCPLC5.1开放式运动控制系统1、传统数控系统数控系统软件功能模块数控装置控制模块管理模块电机运动控制位置运动控制插补计算刀补计算速度处理G功能处理监控处理中断处理PLC处理误差补偿数控软件功能模块电机运动控制插补计算刀补计算监控处理中断处理匀速控制加/减速控制直线、圆弧插补螺旋线、空间插补刀具半径补偿刀具长度补偿键盘处理显示处理报警处理急停处理部分控制模块功能随着数控技术的发展，数控系统变得越来越复杂，暴露出许多自身固有的缺陷。最大的问题是，这些数控系统都是专门设计的，它们具有不同的编程语言、非标准

3、的人机接口、多种实时操作系统、非标准的硬件接口等，这些缺陷造成了数控系统使用和维护的不便，也限制了数控技术的进一步发展。为了解决这些问题，人们提出了“开放式数控系统”的概念。这个概念最早见于1987年美国的NGC(NextGenerationController)计划，NGC控制技术通过实现基于相互操作和分级式的软件模块的“开放式系统体系结构标准规范（SOSAS）”找到解决问题的办法。一个开放式的系统体系结构能够使供应商为实现专门的最佳方案去定制控制系统。2、开放式数控系统（1）开放式数控系统的定义IEEE关于开放式系统的定义：一个开放式数控系统应能够在多平台上运行

4、，能够与其他系统进行操作，并能够给用户提供一致的交互界面；系统互换性；可伸缩性；可移植性；互操作性；可扩展性；不依赖于硬件、模块化；（2）开放式数控系统的结构形式：PC连接型NC即将现有原型CNC与PC用通用串行线直接相连的一种组成形式:DNCPC嵌入型NC即在传统的专用数控机床中嵌入PC技术，PC与CNC之间用专用总线连接。－８４０系统。运动控制器+PC型即在通用PC的扩展槽中插入运动控制卡，完全采用以PC为硬件平台的数控系统。－PMAC运动控制器全软件型NC即完全采用PC的全软件形式的数控系统。NC的全部功能处理全由PC进行，并通过装在PC扩展槽中的接口卡等进行

5、控制。STEP-NC（3）PC嵌入型NC即在传统的专用数控机床中嵌入PC技术，PC与CNC之间用专用总线连接。其优点是原型CNC几乎可以不加改动的使用，且数据传送速度快、系统响应快。其目的是增加数控系统的计算机功能，实现联网和大规模数据处理。如FANUC公司的150/160/180/210系统、Siemens840D系统、Num1060系统、AB9/360等数控系统。（4）软件数控它的CNC软件全部装在计算机中，而硬件部分仅是计算机与伺服驱动和外部I/O之间的标准化通用接口。目前由于存在着操作系统的实时性标准统一性及系统稳定性等问题，这种系统目前正处于探求阶段，还没

6、有大规模投入到实际的应用中。目前全软件型NC的典型产品有美国MDSI公司的OpenCNC、德国PowerAutomation公司的PA8000NT等。常用的运动控制器主要包括PLC、PC-Based运动控制卡、专用系统和驱动器集成运动控制。运动控制卡是一种PC-Based的运动控制器，主要厂商包括DeltaTAU(PMAC)、GALIL(DMC)、Bardor、Trio（英国翠欧）、NI、Advantech、Adlink、Googol（固高）、雷赛、众为兴、成都步进、摩信等。PMAC在高端市场表现最好，GALIL也表现不错。从数量上讲，国内的厂商的出货量更多，但是主

7、要针对低端市场。（5）基于运动控制卡的开放式数控系统计算机运动控制器基本模块I/O模块PCI总线数控系统（运动控制器）伺服驱动器开关量I/O其它I/O伺服辅助控制信号运动控制指令位置反馈伺服电机主轴驱动器5.1.2基于运动控制器的数控系统（功能概图）5.1.2基于运动控制器的数控系统（PCI总线）数控装置控制模块管理模块电机运动控制位置运动控制插补计算刀补计算速度处理G功能处理监控处理中断处理PLC处理误差补偿5.1.2基于运动控制器的数控系统（软件系统）PMAC-ProgrammableMulti-AxisController是可编程多轴运动控制器，也称运动控