激光焊接加工机床的四轴步进电机控制系统硬件设计
作者：管理员 发布于：2015-12-28 17:09:01
摘要：根据激光焊接加工机床的特征，构造了四轴步进电机控制系统的硬件系统结构图，设计了数控卡与四轴步进电机驱动器及四轴步进电机的接线图。
1 四轴步进电机控制系统的硬件设计
该激光焊接加工机床的多轴步进电机控制系统主要由5个部分构成：机械设备、被控步进电机、步进电机驱动单元、智能运动控制卡以及编程／操作接口软件。利用实验室已有的数控卡及其配套软件、步进电机驱动器、步进电机、精密加工移动平台及PC机等构建一套多轴步进电机控制系统。
在实际的开发过程中，将数控卡的4个通道分别连接到x、y、z和1个辅助的四转轴步进电机驱动器上，采用输出脉冲和方向电平模式来驱动步进电机，实现步进电机的正转、反转和加减速，从而控制加工平台的移动。数控卡丰富的I／O口还可用来实现如机床行程限位控制、检测各轴回零信号、空气压缩机起停、激光器冷却系统的开启和激光的通断等。利用其提供的后台可编程功能，可以检测各种开关量，实现面板操作，以控制程序运行和机床的手动调整。要完成整个激光焊接机床的控制任务，数控卡还必须和PC机进行必要的通讯从而及时获取当前机床状态和激光头所处位置，以便实时地显示在桌面上并提供给用户用于交互，如各轴位置、激光器通断状态等。同时在机床加工时，还可以进行加工程序的输入、编辑等。而数控卡则需要从PC机处获得加工程序，供DSP解释后进行实际机床动作。
根据设计的系统结构图可知，PC机通过PCI总线与数控卡进行通信，PC机通过软件系统进行编程，数控卡则需要从PC机处获得加工程序，并供DSP解释后进行实际运动操作，包括四轴步进电机的运动、激光器通断、空气压缩机起停、激光器冷却系统的开启等。该控制系统的运动控制方式是P完全控制式。在PC机的扩展槽中插入运动控制卡数控卡来控制步进电机。这种控制方式可以充分地利用PC的软件资源，结构简单，易于进行功能扩展。 数控卡到步进电机的连接线可简要表示如图2所示。通过数控卡的接口与四轴步进电机驱动器相连接，再将四轴步进电机驱动器与四轴步进电机相连接，从而形成整个步进电机的控制系统。其中步进电机驱动器采用西安伟斯尔精电科技有限公司的wsR-841IGBT驱动器，步进电机采用五相混合式步进电机。
将数控卡与四轴步进电机驱动器及四轴步进电机接线连接好之后便实现了四轴步进电机控制系统。通过编写程序控制四轴步进电机的运动，可实现点位、直线、圆弧等插补的操作，具有循环、跳转等功能。通过简单、清晰的参数设置与程序编写使得四轴步进电机的运动控制方便和快捷。
需要了解产品具体参数或相关技术问题等，可直接与QQ：67336830或TEL：18971190302 刘工联系。
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该激光焊接加工机床的多轴步进电机控制系统主要由5个部分构成：机械设备、被控步进电机、步进电机驱动单元、智能运动控制卡以及编程／操作接口软件。利用实验室已有的数控卡及其配套软件、步进电机驱动器、步进电机、精密加工移动平台及PC机等构建一套多轴步进电机控制系统。
在实际的开发过程中，将数控卡的4个通道分别连接到x、y、z和1个辅助的四转轴步进电机驱动器上，采用输出脉冲和方向电平模式来驱动步进电机，实现步进电机的正转、反转和加减速，从而控制加工平台的移动。数控卡丰富的I／O口还可用来实现如机床行程限位控制、检测各轴回零信号、空气压缩机起停、激光器冷却系统的开启和激光的通断等。利用其提供的后台可编程功能，可以检测各种开关量，实现面板操作，以控制程序运行和机床的手动调整。要完成整个激光焊接机床的控制任务，数控卡还必须和PC机进行必要的通讯从而及时获取当前机床状态和激光头所处位置，以便实时地显示在桌面上并提供给用户用于交互，如各轴位置、激光器通断状态等。同时在机床加工时，还可以进行加工程序的输入、编辑等。而数控卡则需要从PC机处获得加工程序，供DSP解释后进行实际机床动作。
根据设计的系统结构图可知，PC机通过PCI总线与数控卡进行通信，PC机通过软件系统进行编程，数控卡则需要从PC机处获得加工程序，并供DSP解释后进行实际运动操作，包括四轴步进电机的运动、激光器通断、空气压缩机起停、激光器冷却系统的开启等。该控制系统的运动控制方式是P完全控制式。在PC机的扩展槽中插入运动控制卡数控卡来控制步进电机。这种控制方式可以充分地利用PC的软件资源，结构简单，易于进行功能扩展。 数控卡到步进电机的连接线可简要表示如图2所示。通过数控卡的接口与四轴步进电机驱动器相连接，再将四轴步进电机驱动器与四轴步进电机相连接，从而形成整个步进电机的控制系统。其中步进电机驱动器采用西安伟斯尔精电科技有限公司的wsR-841IGBT驱动器，步进电机采用五相混合式步进电机。
将数控卡与四轴步进电机驱动器及四轴步进电机接线连接好之后便实现了四轴步进电机控制系统。通过编写程序控制四轴步进电机的运动，可实现点位、直线、圆弧等插补的操作，具有循环、跳转等功能。通过简单、清晰的参数设置与程序编写使得四轴步进电机的运动控制方便和快捷。
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