烟台大学学报∀自然科学与工程版#、9年第!期∃%&∋()!%∗+)(,)−.(−/0∋1−,2∀3),&∋)!45−0(00)(67(8−(00∋−(8#3%!一分布式多轴联动:3:系统的研究杨正新苏德刘学观冯华伟∀烟台大学#摘要99本文针对目前经济型数控机床的数控系统由于其功能有限而使用途受到限99制这一问题研究出具有坐标扩展功能的六坐标经济型数控系统并可以应用到多9坐标机床及小型多功能机床等关镇词;:3:系统分布式控制多轴联动随着电子技术的不断进步,计算机在控制领域得到了越来越广泛的应用,特别是微型计算机的应用,使得我国新旧机床的高新技术的改造有了一条新的出路自!∀#年以来,很多工厂、研究机构、学校等相继用单板机、单片机等来改造车床、铣床、钻床等机床,并成批生产这样的经济型数控系统。但到目前为止,这类数控系统其坐标容量很有限,当功能要求较高时,限制了其应用范围。,本课题研究出具有坐标扩展功能的六坐标∃四个直线位移坐标二个回转坐标%的经济型数控系统,并用该系统改造多坐标机床及小型多功能数控机床。本系统还可用于多运动单元的机器人、机械手的控制。本文将对该系统的硬件原理及部分软件原理加以论述。系统硬件原理硬件系统由双层微机组成,第一层采用了&∋∀()单板机,其任务是对第二层微机进行宏观控制以及对二回转坐标进行微观控制∗第二层微机有+个并列的,∋−分别控制四个直线坐标,系统对第二层微机的数量留有可进一步扩展的余地∃直线坐标可方便地改为回转坐。。标的控制%第二层微机采用了廉价的功能齐全的./#)0型单片机故障源及其绝对可控性机床上的直线运动坐标必须设有两端极限位置控制点,伺服系统的运行不能超出此两。,极限位置在两端极限位置各设置一检测元件∃如行程开关%当系统检测到伺服系统到达极限位置时,立即发出故障信号,中断,∋1的运行转向故障处理。因有两个极限位置,则存在两个故障中断源,而这两个中断源实际上具有互锁性,即当伺服系统到达一个极限位置时不可能同时又在另一个极限位置,故用一个2∋−即能处理此两个故障源产生的故障。3收稿日期一!,4年+月5(日#+如图所示为限泣故障检测电。、路电路中<=9>=;作为限位故障检测元件配合妾口、?≅Α4Β≅?≅Α4?≅对故障进行检。测当出现故障时>=、戴>=Χ被压下,于是在Δ≅Α1Δ≅的0Ε、口口Γ,‘’”‘”Φ4端或0Ε端出现由Β到!的电平变化,其输出端ΗΙ或ΗΧ被置“%”,从而在ϑΚΛ产Μ的图!中断请求及撤除原理Ι3Ν。或Ι3Ν脚产生中断请求信。号在ϑΚΛΑ入Μ系统中,故障中断设置为最高级别优先级中断,不论:Ε.正在执行的是主程序还是其它中断服务程序,只要故障源出现故障,都能立即得到服务。故障源中断的激活方式分为两种;一种是电平激活,另一种是边沿激活。这两种万式通。,。,过Ν:Β3寄存器中的中断方式位!ΝΝ,来控制本中断的激活方式采用电平激活方式故。ΙΝ%ΟΚΙΝΙΠΚ,。中断请求信号通过?≅Α4?≅Θ触发器来进行保持直到本中断得到响应为止在巾断服99,。、务程序中应设置撤除该中断请求信号的语句通过4ΒΛΡΜ的Ε!口的Ε∃ΣΕΙ?寸别对,。?≅Α4?≅中的两个Θ触发器进行置位从而使得中断请求信号无效而撤除所用程序段为;9:ΑΤΥ。ς4;脚置“Κ,,9。17ΝΩΥ!。ς4,脚置“!”ς撤除Ι丽石请求信号9:ΑΤΕ;ς4;脚置“Κ”9。17ΝΩΥ!;ς1,脚置“!”ς撤除Ξ灭而丁请求信号·系统时钟与同步时钟信号,,系统通过双层:Ε.进行控制高层:Ε.由ΝΕϑΚΙΡ单板机组成对系统进行宏观控制。低层:Ε.由ϑΚΛ!ΡΜ及其扩展组成对伺服驱动系统进行微观控制因此系统存在两和不同。,。频率的时钟信号ΝΥ1%!Ρ所用晶振的频率为月ΨΜΔϑΚΛ一ΡΜ所用晶振频率为一ΧΨΜ;为了满足故障源中断服务“全天候”的要求,系统设计戊由低层ϑΚΛΡΜ5Ε.及其扩展来控ϑΚΛ!ΡΜϑΚΛ!ΡΜ制直线运动坐标、且由一个<ΝΡΑΧ<ΝΡΑΧϑΚΛΡΜ系统控制一个坐标的运。1%ΛΡΜ。动为了保证各系统执<ΝΖΑ,<ΝΡΑ[Γ4行指令的绝对同时性及坐标联动插补的精确性,具有联动要求的图同步时钟信号的产生、精出与怡人原理坐标的1%Λ!ΡΜ控制系统必须具有同一个工作时钟信号。时钟信号的产生、输出与输入如图所示。Λ系统的复位ϑΚΛΡΜ单片机采用上电自动复位和按钮复位方式,本系统采用两者的组成形式,即上Λ∴,,