文档介绍：河北工业大学硕士学位论文
基于 DSP 的三自由度并联机床数控系统的基础技术研究
摘要
随着技术、市场、生产结构等方面的快速变化,对并联运动机床数控系统提出了更高的要求。传
统的数控系统大都针对于串联机床设计,不能适应并联机床控制的要求。本系统根据并联机床的控制
特点,研究一种新型三自由度并联机床数控系统。整个并联机床的数控系统包括下位机硬件控制电路
部分和上位机软件控制部分,上位机与下位机之间通过 RS232 串行接口进行实时通信。
本文开发的上位机控制软件以 WindowsXP 为操作平台,以 LabVIEW 为编程环境,采用模块化编
程设计思想,设计制作用户界面,主要负责 G 代码文件的读入及编辑、G 代码检验和译码、刀具轨迹
的插补运算、刀具轨迹仿真以及机床调试的工作,并利用串行通讯接口与下位机控制系统的核心 DSP
通讯。主要研究并联机床数控系统的译码模块和插补模块。数控系统的译码模块可对加工信息文件进
译码并把文件的加工和坐标信息以固定格式存储以便数控系统进一步使用;并联机床数控系统的插补
模块能够根据加工信息文件中的点位信息对机床刀具轨迹进行插补运算,并将插补点的坐标通过串行
接口传输到下位机控制系统。
本文搭建的下位机控制系统以 TMS320F2812 芯片为控制核心,主要负责接收上位机发出的控制
信号及轨迹信息,完成并联机床数控系统中的反解运算、输出控制信号、最终控制机床走出正确的加
工轨迹。根据 TMS320F2812 芯片的特点,自行设计输入输出接口的光电隔离和电平匹配电路,并做
成 PCB 板的形式连接到下位机数控系统。同时,根据数控系统的控制需求,应用模块化思想开发了相
应的下位机驱动软件,主要研究接收数据模块、反解运算模块和自动运行模块。接收数据模块用来接
收上位机发送的数据和控制指令,并能将数据经过处理后保存在专门的存储器中;反解运算模块能够
将将插补后的刀具轨迹信息转换为并联机床各驱动轴的运动信息,并计算出各个驱动轴脉冲的个数;
自动运行模块能同时驱动三个驱动轴的伺服电机同时连续运动,精确走出刀具轨迹。
最后,根据下位机控制系统扩展板的原理图,手工制作了下位机控制系统的扩展板。利用并联机
床数控系统控制 3-HSS 三自由度平动并联机构进行加工,得到正确的加工轨迹。
关键词:并联机床,数控系统,DSP,LabVIEW
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基于 DSP 的三自由度并联机床数控系统的基础技术研究
BASIC TECHNICAL RESERCH OF 3DOF PARALLEL
MACHINE C SYSTEMS BASED ON DSP
ABSTRACT
With the fast development of technology、market and structure of production, set a higher
request C system for parallel machine tool. The C system always aims at
serial machine tools,cannot adapt the request of parallel machine system basis the
control characteristic of parallel mechanism, C system for a new 3 DOF parallel
machine tool. the C system include a slave control system with hardware control
circuit and a master control system with control software, the two control system are connected
by RS232 munication transmitter.
This article develops the master control system software take WindowsXP as the service
platform, takes LabVIEW as the program environment, with the responsible for NC code input
and output、NC code translation、tool path interpolation、tool path simul