基于PMAC运动控制卡的切向跟随控制算法的实现.pdf

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1、2013年4月机床与液压Apr．2013第41卷第7期MACHINETOOL&HYDRAU『LICSVo1．41No．7DOI：i0．3969／j．issn．1001—3881．2013．07．034基于PMAC运动控制卡的切向跟随控制算法的实现葛惠民(浙江机电职业技术学院，浙江杭州310053)摘要：基于PMAC—clipper运动控制卡，提出任意二维轨迹的切向跟随插补算法。在平面二维坐标系中，实现刀具中心的轨迹运动控制；在旋转轴C坐标系中，根据坐标系中刀具的实时位置坐标，计算得到与之相切的切线方向的转角，控制刀刃始终与轨迹相切。此算法简单、高效，可充分利用运

2、动控制卡的功能，适用于数控裁床等特殊数控设备的控制。关键词：切向跟随；运动控制中图分类号：TH8文献标识码：A文章编号：1001—3881(2013)7—119—3ImplementationofTangentFollowingInterpolationBasedonPMACMotionControllerGEHuimin(ZhejiangInstituteofMechanical&ElectricalEngineering，HangzhouZhejiang310053，China)Abstract：Atangentfollowinginterpolationa

3、lgorithmwasproposedbasedonPMAC—clippermotioncontrollerfortwo—dimensionalcurve．Thecenterofthetoolcouldmovealongthecurveinthexycoordinatesystem．IntheCcoordinatesystem，thetangentialanglewasgottenbythereal—timecoordinatesofthetoolinthexycoordinatesystem，andthetooledgedirectionwascontroll

4、edtotangenttothecurvealways．Itisasimple，efficientalgorithmwhichcanmakefulluseofthefunctionofthePMAC．ItissuitableforCNCcut—ringmachineandotherspecialNCequipments．Keywords：Tangentfollowinginterpolation；Motioncontrol1切向跟随控制是皮革或布料数控冲裁设备、玻璃迹运动、刀片中心沿z方向的切割运动、刀片围绕刀切割设备、皮鞋折边机等许多专用数控设备的基本功具中心

5、的旋转运动、抬刀和落刀动作。首先将裁剪刀能之一。文献[1]提出了直线、圆弧的二维轨迹切移动到裁剪起始点，将裁刀旋转到起始点切线方向，向跟随算法，给出了相应的数字积分插补公式。文献下刀开始加工；电动机带动刀具在方向完成往复式[2]提出了NURBS曲线的切向跟随插补方法，并对高频振动；伺服电机驱动裁刀完成二维轨迹运动；其插补精度进行了仿真分析，采用了转角约束后，对同时通过控制刀具轴c轴旋转使裁刀刃始终指向曲裁刀的转角具有很好的限制作用，使裁剪过程能够顺线的切线方向。整个运动控制系统为3轴联动，3个利进行。以上算法都是基于轨迹运动轴与切向跟联动轴分别为、Y和刀具旋转轴

6、c。由于裁剪刀片随的旋转运动C轴的三轴插补算法，需要控制器底是有刃口和宽度的，所层函数的支持，在运动控制卡+Pc的平台中很难实以在对皮革进行曲线切现。目前通用的做法是，通过上位机软件把轨迹曲线割时，需要有相应的转用分段折线拟合处理。角机构不断地对刀片的作者针对PMAC运动控制卡多任务控制的特点，刀刃方向进行调整，保提出了一种新的切向跟随控制算法及其实现方法。根证刃口和刀具裁割的运据这种新的控制方法，二维轨迹运动与旋转轴c动方向保持一致。轴的跟随运动是相对独立的，运动轨迹可以采用根据裁剪加工原理PMAC卡自带的直线插补、圆弧插补和样条插补等，可以建立机床运动坐标C

7、轴通过跟踪轨迹点实现自动跟随。系，如图1所示。图中1坐标系建立及其控制算法圆圈表示刀具旋转轴，1．1冲裁原理及坐标系的建立横线表示直线裁刀，箭图1机床运动坐标系以皮革裁床为例，主要动作包括：平面的轨头表示裁刀的刀刃方向。收稿日期：2012—03—25基金项目：浙江省重大科技专项(2008C11G6050001)；2011浙江机电职业技术学院孵化基金项目(0411030203)；2011浙江省级重点科技创新团队项目(2011R09008-06)作者简介：葛惠民(1965一)，教授，高级工程师，主要研究方向为智能控制技术。E—mail：ghm999@163．com。

8、·120·机床与液压第4