基于DSP的低速走丝线切割定位控制模块的研究

摘要

随着对产品性能和加工精度要求的不断提高,低速走丝电火花线切割加工在机械加工领域中的地位日益突出。作为电火花线切割机床数控系统的重要组成部分的运动控制系统,其所起的作用越来越大,其性能直接影响整个机床系统的加工质量和加工稳定性。论文在分析了国内外低速走丝机床及其运动控制系统的发展与现状的基础上,针对低速走丝线切割机床的定位控制系统在硬软件系统上进行了研究和设计。
　　 本课题重点研究了PC+高性能DSP运动控制卡的控制模式,基于该模式设计的控制器以TI公司数字信号处理器TMS320LF2407为核心芯片,充分运用DSP实时性强和集成度高等优点,将PC机的开放式特点与运动控制器的实时运动轨迹控制能力有机地结合在一起,降低了对上位机的实时要求,提高了系统的可靠性,实现了对控制电机的精确控制。
　　 根据低速走丝线切割机床的功能需求,对定位控制系统进行了硬软件的设计,以PC机作为信息处理平台,运动控制器嵌入PC机,对运动控制卡各模块进行了硬件电路的详细设计,包括核心控制板设计、电机驱动模块、通信模块、手控模块等。利用VC++完成了上位机用户界面的开发,实现运动控制参数输入和运动状态的实时显示。下位机在DSP集成开发环境CCS(CodeComposerStudio)下,建立了以插补中断和伺服中断为模块的主程序框架,并在此基础上进行了机床自动回原点、定点移动、接触感知、定角、定中心等子程序设计。其中,对运动控制的一些关键技术进行了研究,如坐标映射和S形加减速算法。采用串行通讯实现上下位机的实时通信,并详细论述了基于DSP和RS232的通讯机制的实现。