基于！#单片机$%&'数控系统的设计与开发

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1、《机床与液压》?**([I2[@·?>·基于!"#单片机$%&’数控系统的设计与开发郭钟宁，蒋秋生，罗智恒（广东工业大学机电学院，广州()**+*）摘要：采用,-.运动控制卡的开放式体系结构，设计开发了基于!"#单片机$/01234平台的$%&’数控系统。详细介绍了该系统的设计方案，软件的构架，硬件运动控制卡的开发，并分析了该卡通过-,5&与,-的67!总线进行通信等关键技术。关键词：电火花线切割；数控系统；!"#单片机中图分类号：89:(+;;文献标识码：!;;文章编号：)**)<=>>)（?**(）@<*A@<=!"#$%&’&(!")"*+,-"&.+&/012$34

2、+3+&.4+**"4+56765+489!29BCDE20FG0/0F，H6!I9J/KG4EL0F，5BCDE/GEL0F（MNOKPQR2S%PLOQT2ULOEN0/ONP%0F/0LLT/0F，9KN0F120FB0/VLT4/QR2S8LOE02P2FR，9KN0FWE2K()**+*，-E/0N）/:#.4’3.：!X7<$%&’0KULT/ONPO20QT2P4R4QLUYN4L120$/012343/QEQELPNQL4Q!"#’/OT2O20QT2PPLT3N41LVLP2ZL1[8EL1L4/F02SO20QT2P4R4QLU，/0OPK1/0FQEL

3、4QTKOQKTL2S42SQ3NTL，QELENT13NTL2SU2Q/20O20QT2PONT1，N01QELO2UUK0/ONQ/202S67!

4、来说，快速走丝电火花线切割机床在未来一段很长时间内仍是主要的发展机型。因而利用数控技术的特点来改善线切割机床参数较难控制，加工随机性大等问题则更具显著优势。目前国内使用最为广泛的线切割数控系统大多是建立在&C7平台上，速度较慢，而且由于&C7是单任务性的，不能打开多个任务，系统接口简单，存储容量小，运行于实时模式下，控制卡每次能接收的指图);-!$%,系统处理渐开曲线时的截屏图令数量不多，程序长度受限于:A*内存。使得,-加工界面，负责进行对程序代码的编译、编码、线程资源得不到充分利用，难以对功能作进一步的开发和调度、控制与-I-的数据通信和系统管理等。加工升级。针对当前

5、$%&’面临的以上缺点，我们采用过程中的运动控制卡负责加工的插补计算、轨迹控基于$/01234平台和最新第三代!"#单片机芯片，制、任务协调和通信控制。其结构如图?所示。开发了一套具有自主产权、低成本、适用于国内广泛使用的高速走丝线切割机床的数控系统。!"系统的设计方案根据国内外走丝线切割相关的数控技术的发展现状，通过分析市场需求及机床成本调研，新一代的线切割数控系统的发展趋势是采用,-.运动控制卡的开放式结构。系统运行在$/01234平台下，,-主要图?;$%&’开放式-I-系统结构图完成各种非实时性任务，其中包括零件计算机辅助设计模块-!$%,，能够完成非常复杂和特殊的

6、图形设#"硬件结构计，可通过标准数据接口兼容其它-!&的图形文件?[);运动控制卡的开发（如&]M），并生成轨迹文件及67C、=^代码的输考虑到$%&’数控系统较简单、机床价位低等出［)］。图)为该模块处理渐开曲线的应用实例。特点，我们开发了基于!"#单片机的运动控制卡。系统的主模块提供灵活、友好和易操作的多窗口万方数据它通过67!总线与,-进行数据通信和集成，不需占·"!·《机床与液压》6==@

7、地址线，即$5?和$5C。图#所示，它以$%&单片机为核心，采用总线扩展这样我们可以根据实际情况，根据客户要求订制超大法对’()口进行扩展以实现加工状态采样和检测并进容量（最大可以扩展为@56E）的运动控制卡，加工行数据统计，采用软件法实现脉冲分配器功能对步进代码条数相应可增加到约@===条以上的。电机进行运动控制，通过6