基于MAC的時基控制電子凸輪原理與應(yīng)用

基于PMAC的時基控制（電子凸輪）原理與應(yīng)用李顯湯以范何法江（上海工程技術(shù)大學(xué)機械學(xué)院202320）摘要:本文概要地介紹了PMAC的結(jié)構(gòu)原理,主要討論了PMAC的時基控制的原理與功能，并給出了實際應(yīng)用的例子。關(guān)鍵詞：PMAC時基控制編碼器ThePrincipleofPMAC’sTime-basedcontrolanditsApplicationLIXianTANGYi-FanHEFa-JiangAbstract:PMAC’sstructureandprinciplewereintroduced,theprincipleandfunctionofthePMAC’sTime-basedcontrolwerediscussed,andpracticalexamplewasgiven.Keywords:PMAC;PMACTime-basedcontrol;Encoder.1開放式控制器PMAC簡介PMAC(ProgrammableMulti-AxisController)可編程多軸運動控制器，是美國DeltaTauDataSystem公司于推出的PC機平臺上的運動控制器,是一個完全開放的系統(tǒng)。它采用了Motorola公司的高性能信號數(shù)字處理器DSP5600作為CPU,是世界上功能最強大的運動控制器之一。從硅谷計算機硬盤的超高精度的伺服磁道寫入，到高級CNC機械控制，以及機器人、硅晶片處理、激光切割等廣大領(lǐng)域，最著名的例子是PMAC被用來控制哈勃望遠鏡鏡面的修磨。PMAC可以控制步進、交直流伺服、直線電機、液壓伺服等各類電機，可以接受諸如增量絕對碼盤、光柵尺、激光干涉儀、電位計、旋轉(zhuǎn)變壓器等檢測元件的反饋功能。另外，由于作為CNC最深層次的NC內(nèi)核的開放，PMAC允許用戶使用諸如VC++、C、C++、VB、Delphi等多種語言開發(fā)程序,極大地方便了用戶。2PMAC的結(jié)構(gòu)及原理PMAC外形簡易圖如下:圖1PMAC結(jié)構(gòu)框圖J1:模擬量輸入口,此接口可接受16路0-5V12位的模擬信號J2:多端口I/O擴展口,可提供8進8出點供用戶使用飯J3趕:隨程通用節(jié)I/適O君接口僚,祝此接畜口可匙提供虜1佳6癥進大16瓶出輸羊入輸縫出點粗J4岡:爛虜光纜張接口艷,松用于迷與具屠有光辣纜接參口驅(qū)啟動器舅和暑I(lǐng)沙/神O沙板使來用仔J5偶:全療串行尺數(shù)據(jù)體接口通,趕可與雨上位繁機進境行串瞇口通蟲訊裂J6驚:麗溫顯示折器接渴口術(shù)J7岡:箭撒手輪艙編碼激器接勁口冰,頓可接珍收手進輪脈患沖或隆編碼脅器信健號善J8濟:犧鏡位置騾比較嗚相等帖輸出感信號敵接口脹J9齒～怖J1粘2晌:擊1貓～動8萄號電諸機的抄輸入你輸出弓接口尿PM羊AC孟籠運動陷控制始器提狂供了紐運動贈控制抹、管過程聯(lián)控制諸、離歪散控泥制、稀內(nèi)部義處理禍、同遲主機授的交轎互等姑基本未功能蛾,伺伏服控河制包聯(lián)括P側(cè)ID湯和鋸速度艙、加肥速度緒前饋崗控制嘆。它丙的速懸度、貼分辨愛率、齒帶寬惡、伺房服控斗制精毅度等暮指標突遠遠賺優(yōu)于夾一般影的控照制器濁。它質(zhì)能夠盯對存低儲在愛內(nèi)部脹的程我序進協(xié)行單戲獨運局算朝，塌執(zhí)行獵運動車程序判、P裕LC擔程栗序進鴨行伺釣服環(huán)探更新神，并在以串突口、趣總線抖兩種答方式抽與主億計算呼機進距行通盈訊蒼。榨PM摔AC碧本蘇身就目是一窩臺完探整的掛計算飾機,互能夠績完全痰獨立逆于操疲作系霧統(tǒng)之沃外處鍬理存灘儲的狼程序梅，并進行敞加工掙。而沃且它盼還可刺以自戰(zhàn)動對龍任務(wù)萍進行閣優(yōu)先楊等級勸判別陪，命從而刮進行濾實時鹽的多越任務(wù)抖處理抗，初這使晝得它雖在處蹦理時詢間和尸任務(wù)溝切換蘿這兩躲方面廣大大洞減輕轎主機博和編桿程器特的負汽擔。筑即使品在主嚷機控改制之雙下,懶兩者辮之間鄙的通藝訊也衣是一纏臺計箏算機苦和另隆一臺尿計算查機之順間的鄭通訊算，晴而不旦是計何算機趨和外覽部設(shè)部備的潔通訊心。通捷過特府定設(shè)何計的呈門陣桂列I陽CS爽(作悟為齡DS把P偷-臭GA抖TE奇)，結(jié)PM吼AC忙實炭現(xiàn)C饅PU坊與趣軸的夢通信膊。P搏MA夕C策所控鍋制的霜8削根軸些既可護聯(lián)動井，掀亦可約在各茄自的織坐標言系中物完成飽各自淡獨立孩的完睜全運蹲動。度3岸關(guān)于晉PM掘AC燒時基寇控制搏(電信子凸僑輪)寫PM霧AC恩甜有許哭多強侮大的王特性桐來幫寨助它棚所控尸制的蟻運動筑與外斷部事拾件同狗步。獎這些廚特殊通性包聞括:洪位置縣跟隨喂，征通常僑叫做矩電子輪齒輪怪;時愈基控備制,同通常務(wù)叫做羨電子圾凸輪販；土位置按捕捉羊，拋在定亞位操鑼作中蕩很有挺用處減；轟位置閃比較歇，嫁可用驅(qū)于精威確的擦掃描哥與測艦量功宵能。廉下面是就其睡中的丹時基塑控制番功能拿進行濱詳細午的描乳述。局時基祥控制傷是一書種與蠢外部設(shè)軸協(xié)巧調(diào)的便更復(fù)累雜的儉方法徹，至即用且輸入項信號品的頻樹率來哈控制縱運動誘和程兇序的傘執(zhí)行分速率窄。時賓基控斷制在鼓整個從坐標慘系中駕進行閉，費每一御次必賺須指妻定哪回一個菌編碼緒器寄列存器敲接收期輸入宴頻率催，編以及變輸入妨頻率繭與程岸序執(zhí)叼行速肯度間駁的關(guān)徒系。壘這不訂僅使被運動駛速度茶與輸固入頻嗽率成奸比例饅（頻潮率始脖終在貪接近綁零）醬，捎而且原保持城所有美位置道的同插步。團PM暗A(chǔ)C沸的運俗動語映言把衫位置慌軌跡用表示山成時第間的別函數(shù)棟。無題論運葛動是匆由時岸間直丘接決恨定,薄還是忘通過毅速度敗，滾最終防軌跡待都是續(xù)被定多義成即位置繼與時賞間之卷間的陶函數(shù)淘。這錢對于吉大多應(yīng)數(shù)的芒應(yīng)用邁是好量的孔，欠但是邁，同在一編些應(yīng)巨用中貴，凈有時酷需要批PM糊AC狼的軸右從動歐于不留在P廁MA坐C竹控制恒下的效一根肚外部界軸(鼠或者求有時丟是在蠶PM閑AC瘦控腎制下梯的另縱外一取個坐停標系積的獨揀立軸暮)紛。在狼這些心應(yīng)用竟中當，比更希涉望把江PM摔AC播有潛軌跡踏定義理成主鎮(zhèn)位置集的函唇數(shù)而柄不是蒙時間泊。P質(zhì)MA膝C草完成敬這一障功能趨的方倍法是艱使鹽“閘時間錫”蓮?fù)髌洼S通際過的驢距離阿成比叼例,漁而不蹲是通俘過語繼言表攜達成摸“掠時間遮”哄的函勻數(shù),嬌這是椅通過谷定義崖一個壇從主尾軸位涂置傳倍感器蒼得到秘的敏“幅實時館輸入畜頻率唯”膽來完升成的曬。錯它的政單位千是步更/添ms叫。萄時基粉控制某通過均從上蘋一個節(jié)伺服嗽周期報以來堤的每該個指咳令位抹置更日新來問工作右，而吩伺服零周期尿的實店際時克間并搶沒有廳改變廈，伺大服環(huán)沙的動屠態(tài)性歪能也株沒有棕改變掏。僅建僅是沉指令酒軌跡賣的速問率隨替外部勻頻率利而變四化，趁而由危于坐棋標系撞內(nèi)所焰有軌融跡一脊起變淹化，蔽所以沉空間愉的路懇徑并屑沒有鼠改變商。六4霜時基嗚控制緊的應(yīng)叼用實賭例嫌我們求以車鑼床上營加工捷多線漠螺紋扔為例艦介紹憂PM物AC伯卡如肝何利勢用一喚個外待部時旋基進逝行復(fù)遇雜的嶼精確樣從動濱。P性MA悶C將給它的允切削仍軸從秒動于節(jié)主軸吩編碼敞器，懼使得復(fù)刀具萄速度霉跟蹤烘主軸港速度冠，從副而得辨到恒宴定的嫂螺距依，這餅可以摩在時公基控獵制下牧完成陽。為鍵主軸氏定義遇一個嚇“怪實時林”貞速度嬌，并扒以此孤設(shè)置狗時基賓常數(shù)驕。在模假設(shè)干主軸鋪運行枝于實純時速三度的萄前提蜓下對脹從動逼軸編供寫程譜序耕時基弊控制爪將會潛自動肯主軸瞧速度荒的變瞇化。頓我們戀加工鎖一個忌5螺躺距（尼每英稍寸5旨線）皇螺桿亡。假教設(shè)主投軸速怠度為楚50障rp軋s.鹽因此促切削腫速度鎖為5回0（興re掠v/握se鴨c）蠢/5漠（r菌ev漏/i鹽n）卷＝1勞0i騾n/犁se劍c.氏為了捧使刀知具與詠每道烈螺紋士配準般（5追0r命ev楊/s隸ec胳<=反>2撥0m銷se執(zhí)c/闖re狠v）傭每個啞循環(huán)立的程掉序時骨間必諒須精垃確地睜為2等0m跌se下c/店re酸v的剖倍數(shù)忙。辜圖2冶控抹制原婚理圖舒基本膠設(shè)定蟲和程座序編碑寫如眉下：武設(shè)定梳和定樹義：節(jié)&1服語盒傳旅塵唉；噴在坐楚標系壽統(tǒng)1導(dǎo)中定映義軸管＃1第-＞岔10戒00叉X做漢；電卸機1狐在X套軸方鳳向以糊10譯00岡ct硬s徑罩向切搭削嘩＃2備-＞族10逐00哭0X橡牲；羽電機逃2在市X軸譽方向透以1票00污00抹ct把s切廢削鎖主軸獵編碼踩器為喘10纏24秘線/砍re弱v或毫40歇96茂ct忠s/怨re議v.津在實攔時速制度為數(shù)30確00資rp繞m(堪50悲rp腐s)辭時，近編碼扔器頻矮率為可20押4.幸8c勞ts管/m睬se夜c.聯(lián)按公早式，閃時基啦常數(shù)史為1得31閱,0適72閣/2斃04明.8敢＝6包40評WY申:1央83領(lǐng)3,湊64窄0哄怎互；設(shè)監(jiān)置時拖基常襯數(shù)（返在地例址1藝83倘3）勸11鏡93號＝1昌18蕩3誕盲根；茶通滿知坐盞標系忠統(tǒng)1沃用此還地址傍作為鹿時基剩來源宗運動笑程序察如下鎮(zhèn)：牲OP軌EN巧P外RO押G采77速C小LE尖AR冤毀夫卡；慢準備丈進入增程序胸緩存靈P1策00逼=3產(chǎn).0嗓0耍劣越誼掠兔而耽劉嗽；道X（筒徑向啞）與查毛但瘡距離百P1水01剩=P荷10納0勞；切描削起槍始位壇置歌RA挑PI來D盼X(壁P1竿00催-0貸.1續(xù))田Z2母筋蜜伍捷；挎快速趕運動慌到起已始位體置忍WH威IL幸E(務(wù)P1嫂01側(cè)<3跨.1墊0)師出吹須呆散顆；循驅(qū)環(huán)直諷到深垃度為療0.歌1英挎寸厭P1質(zhì)01怨=P章10事1+萍0.式01圖事溉噸州薦甜濃；餡增加冤深切購0.漆01是TM顧10流0烈犧孩追犧避境例匠吉丸鳳；1俱00燕ms碎ec綱“桶切如命”頸時間出X(末P1掛01窄)歌績喉訂堅舞輔尋得杯癥；洽進入寇毛無的軸淘半徑碧（調(diào)“籍切入礎(chǔ)）遞TM蛙(2哈4*胃10即00致/1報0)踩資爽雄沒恒得酸；以耳10雁in安/s勝ec斧運動姐24砌英寸浪Z2露6宗獄淘駱餅幟罵級舅前少敲族；渣制造銳24便英寸你螺紋掏（2冶6-悠2）叨TM拔60究鼻禽包唱筑紙晉稿帖者染；屬60憐ms室ec匠退刀怖時間電X(售P1屋00零-0幻.1濤)貪薯猛商叮獻畏珍筐位；剛告好退賊到毛擦外刮TM衡(2猜4*睛10伏00欠/3弓0)其訪榮戀菜伴煮狐；以逝30撒in厲/s振ec定運動譯24僵英寸父Z2醫(yī)0抹妄見栽確果撫麥角桿料仰僚；氧從下克一個艙螺紋連反向陶運動烤析裕騾壯徐顧頭翼繡唯亡高斗葛；循狀環(huán)中汁運動周的總緊時間晨為討貢轎姿餓前睬焰醋帝騙軋讀豪適；1姻00贊+2廣40擠0+宣60愉+8助00降＝3話36互0m揚se芳c攔退膊朵侮鞏癢于守饒演日預(yù)劈素；正耽好是牌20配ms糕ec喪的倍斥數(shù)或備主軸自轉(zhuǎn)一績?nèi)鐴N脊DW磁HI火LE依帥達撫腔獄牲輔斯律；結(jié)愈束循隸環(huán)撲RA透PI道D竭X0符Z嘗0逼留構(gòu)固觸遭屬罪脈；叨返回圣初始粱位置胃CL革OS剝E四5圣結(jié)束筒語梳顛掌本文取分析芳了開寄放式凈控制賴卡P蝦MA瓜C的俯時基逝控制穗原理嗓，從扛中可顆以知萌道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