基于PC104总线与MCX314As芯片的运动控制器设计

在分析数控系统和运动控制器的发展现状及存在问题的基础上,探讨以MCX314As运动控制芯片为核心、基于PC104总线的运动控制器。介绍PC104总线、MCX314As运动控制芯片以及运动控制器功能特点和运动控制器的硬件及软件系统设计,给出运动控制器控制两轴数控伺服驱动器及电机的插补应用实例。并对直线插补的跟踪误差进行分析。实验结果表明,运动控制器可以对设定轨迹进行两轴插补驱动,并且控制效果良好。     

基于运动控制芯片MCX314As的多轴运动控制器的设计

以TMS320LF2407A和MCX314As运动控制芯片为核心硬件,自主研发了基于TMS320LF2407A和MCX314As的多轴运动控制器,该控制器能够实现4轴位置、速度和S曲线的加减速控制,MCX314AS的所有功能都是通过特定的寄存器控制的,通过寄存器对4个运动轴进行参数化控制,实现任意3轴直线插补、任意两轴圆弧插补、任意3轴位元模式插补。     

CNC插补算法的VHDL建模设计与实现

数控机床加工的零件轮廓一般都可以用直线或圆弧去逼近。插补计算是数控系统根据输入的基本数据,描述工件轮廓的一种技术。文章针对硬件电路实现插补运算柔性差和精度低的缺陷,探索了一种以软IP实现插补运算的思路。并以较常用的逐点比较插补算法为例详细讨论了整个VHDL建模过程,作了比较全面的时序分析。最后在EDA6000实验开发平台验证了方案的可行性。该软IP插补具有升级容易、成本低廉的优点。     

基于PC和FPGA的运动控制系统

针对运动控制系统对高速度与高精度的要求,基于二次插补原理及最小偏差插补法,提出一种以PC机为主控制器、FPGA为从控制器的主从式运动控制系统的设计。主控制器的功能是对系统运行过程进行控制规划和粗插补;从控制器的功能是对加工进行精插补和执行速度控制。该系统在Matlab环境下进行了插补仿真,并在两轴数控雕刻床上进行了加工测试,验证了系统的可靠性与高精度。加工精度可达0.01 mm,为高精度、高速插补数控系统提供了有效的解决方案。     

基于STM32与MCX314的双核四轴运动控制器

自主设计了一种双核四轴运动控制器.该运动控制器以MCX314As与STM32为核心硬件.该控制器不仅能够完成四轴的位置、速度和S曲线的加减速控制等功能,还能够完成直线插补,任意两轴圆弧插补与任意三轴位元插补.该控制器还基于STM32配备了USB接口、SD卡接口、USART口以及CAN总线等.该设备有很强的移植性,不仅能接人大型总线网络中,还具有很强的独立工作能力.     

基于智能运动控制器的二次插补算法

本文设计了基于智能运动控制器的二次插补算法,插补运算分两次,采取离线粗插补和实时精插补来完成,大大提高了系统运作的实时性和可靠性。这种算法对多轴联动、机械手、机器人等运动控制的设计具有一定的参考价值。     

基于FPGA的实时Pythagorean Hodograph曲线运动控制器的设计

提出了一种采用SOPC技术在单个FPGA芯片上构建的新型实时PH曲线运动控制器的架构;该运动控制器在QuartusⅡ9.0中设计,由一个NiosⅡ软核处理器和多个功能模块构成;它通过采用二次插补方式以减少PH曲线插补的计算量;NiosⅡ处理器执行主控程序和PH曲线粗插补算法,FPGA硬件逻辑执行精插补算法并输出两组用于控制执行机构(XY工作台)的控制脉冲;实验数据表明,该运动控制器完成恒进给速度的单次PH曲线插补的平均耗时均小于2ms,终点坐标的定位误差均低于0.0079mm。     

基于误差控制的五轴NC系统平滑插补策略

针对五轴系统对旋转轴采用线性插补容易出现过大刀轴姿态误差,采用矢量插补又容易在奇异点附近出现过大轨迹误差的问题,提出一种基于误差控制的平滑插补策略.新的插补策略分别对旋转轴和线性轴进行处理.对于旋转轴,根据相邻刀位点信息求解中点位置的理想刀轴矢量,若中点刀轴矢量处于奇异区域内,根据允许刀姿误差将刀轴矢量进行倾斜处理,然后以起点、中点和终点的刀轴矢量为基准对旋转轴进行矢量插补.对于线性轴,判断中点位置的轨迹误差是否超过允许范围,若超出则按理想刀位轨迹进行插补,否则直接采用线性插补.仿真实验证明了基于误差控制的插补策略既避免了奇异点附近出现过大轨迹非线性误差,又降低了刀轴姿态误差.     

基于PSoC的数控运动控制器

采用PSoC可编程片上系统设计了一个数控运动控制器,由于PSoC具有灵活的可自由配置的模拟、数字资源和输入输出接口以及对多种通信接口的支持,该运动控制器具有良好的可扩展性和可移植性。介绍了系统的整体结构、控制器的硬件模块设计以及直线、圆弧、Nurbs曲线插补方式和速度控制方案的软件实现,使用该控制器控制一台三轴雕刻机进行雕刻,结果表明该系统具有良好的性能。     

自适应插补控制器及其在时变系统中的应用

为提高时变系统的稳定性和精度,提出了基于在线参数辨识的自适应插补控制方法.首先,采用传递函数的即约分解方法,利用Bezout等式,导出了针对时变参数系统的插补控制器,并证明了插补控制系统的稳定性.这种插补控制器还可改形为常用PI形式,以方便工程上的应用.其次,引入在线辨识方法,构造出自适应插补控制器.最后,将自适应插补控制器应用于参数时变的胶带压延机厚度控制系统中,通过仿真证明了控制的有效性.     

NURBS曲线实时插补中的速度规划算法

大多数现有的NURBS曲线实时插补算法并未考虑速度方向的变化给各运动轴带来的影响,这会导致加工过程中单轴速度的剧烈变化.提出一种能保证各运动轴平稳运行的速度规划算法,它在满足精度要求的前提下,通过控制切向加速度和加加速度进行速度平滑,并根据各运动轴的当前速度和机床的实际性能再次调节进给速度,保证了机床的平稳运行.模拟实验证实了该算法的有效性.     

C8051微控制器IP软核的参数化设计

研究了C8051微控制器IP软核的参数化设计。首先介绍了指令系统的设计，其次从可重配置的存储器容量、可取舍的并行输入，输出端口、是否产生UART和定时，计数器模块，以及可重配置的乘法器等几个方面进行了参数化的设计，最后介绍了在不同功能参数配置下的仿真验证、综合结果及延时分析。参数化设计方法增强了IP软核在SoC应用中的可配置性和可重用性。     

基于ARM和MCX314A的嵌入式运动控制器

ARM处理器是业界领先的低功耗、低成本、高性能32位嵌入式RISC微处理器,MCX314A是4轴3联动专用DSP运动控制芯片。文中提出以ARM微控器LPC2292对MCX314A进行控制的嵌入式运动控制器方案,论述了控制器硬件和软件系统的构成,给出了运动控制器在XY两轴数控伺服工作台控制中的应用实例。     

基于DSP的伺服运动控制器研究与开发

根据开放式运动控制的要求,以DSP和CPLD为核心设计了能实现高速、高精度插补功能的开放式伺服电机运动控制器。介绍了控制器硬件构成、工作原理。控制器通过PCI或USB总线与上位机通讯,位置环采用速度、加速度前馈PID控制算法。实验和仿真结果表明控制器控制实时性好,跟随误差小,加工精度高。     

五轴联动激光切割机数控系统空间直线和圆弧插补算法的研究

在示教生成零件加工程序的基础上,讨论了空间直线和圆弧的插补算法以及空间绝对坐标到机床运动坐标的变换,并对插补算法的误差进行了分析.这种插补算法通过控制五个联动的运动轴,可实现空间任意直线和圆弧的插补,从而在理论上使激光切割机能完成对空间曲面的切割加工.