一帆數(shù)控機械有限公司開發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)是采用DSP(Digital Signal Processor)多軸運動控制器為下位機、工控PC機為上位機的雙CPU結(jié)構(gòu)的技術(shù),。PC機承擔(dān)非實時任務(wù)的處理,，實時任務(wù)則采用具有高速浮點運算功能的DSP來處理,。這個特點支持客戶根據(jù)控制任務(wù)的具體要求來重新創(chuàng)建各種高級控制算法,、操作界面等,。在軟體上該系統(tǒng)提供與MasterCAM軟件的接口,，支持DNC加工,，HTTP和SMTP等網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，能夠自動接收和處理電子郵件加工程序文件,，是自主開發(fā)的高性能的數(shù)控系統(tǒng),。考慮到在加工過程中對速度,、精度以及操作過程中實時的軌跡跟蹤和斷點記憶等均有較高要求,，課題組采用自主開發(fā)的基于DSP技術(shù)的MCT8000控制卡，并設(shè)計了相應(yīng)的硬件和控制軟件,。

　　1.系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

　　整個系統(tǒng)的組成如圖1所示,，主要包括工業(yè)PC機、控制面板,、MCT8000多軸運動控制卡及其接口板,、電源、伺服放大器和電機,、繼電器以及一些安全和保護電路,。其中工業(yè)計算機處理控制中的非實時任務(wù)、實時任務(wù)由MCT8000運動控制卡處理,，而電源,、伺服放大器和電機、繼電器則作為系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu),。

圖1    系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖

Fig.1 System hardware configuration

　　2.運動控制卡原理

　　MCT8000系列智能運動控制器包括主控制板,，接口板以及控制軟件等，是新一代開放式結(jié)構(gòu)高性能可編程運動控制器,。其CPU采用美國德州儀器的TMS320C3140MHzDSP,，可通過ISA或PCI標準總線或USB高速接口與主控機連接。主控機與控制器之間采用雙向高速FIFO進行通訊,，可提供2~8軸的高速度,、高精度伺服控制，主控機可選用任何PC系列微機,。和傳統(tǒng)的運動控制器產(chǎn)品相比,，MCT8000系列產(chǎn)品具有開放式結(jié)構(gòu)，高速度,、高精度,，網(wǎng)際在線控制，多軸同步控制,，可重構(gòu)性,，高集成度，高可靠性和安全性等特點,。

　　MCT8000在設(shè)計上采用了先進的軟硬件重構(gòu)技術(shù),，根據(jù)控制對象的不同可對系統(tǒng)進行在線設(shè)置和重構(gòu)，或通過軟件升級硬件,。能夠根據(jù)客戶的不同要求,，可對控制器的硬件模塊進行最佳調(diào)整，配以相應(yīng)的BIOS,，使用戶可以對MCT8000的I/O口直接操作,。

　　MCT8000提供了一整套運動控制函數(shù)，包括BIOS函數(shù)庫(直接操作MCT8000的所有I/O),、基本運動函數(shù)庫(1~3維的運動插補和運動控制函數(shù)),、擴展運動函數(shù)庫(機器人運動學(xué)模型和智能PLC代碼翻譯器等)和網(wǎng)際在線控制器(基于TCP/IP的點對點安全通訊協(xié)議)。

　　運動控制板結(jié)構(gòu)圖如圖2所示,。

圖2 運動控制板結(jié)構(gòu)圖

Fig.2 Structure of motion control card