一種曲線輪廓誤差測量及補償的控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種機電一體化的數控插補及輪廓誤差控制的領域，更具體的說，涉 及一種曲線輪廓誤差測量及補償的控制系統。
【背景技術】
[0002] 近年來，隨著制造業的迅速發展、多軸聯動的高檔數控機床以其加工精度高、加工 能力適應性強、加工誤差小的優勢，在精密儀器、航天事業、模具等制造業的加工具領域有 非常廣泛的應用領域。但以往多軸聯動的高檔數控機床對曲線加工輪廓誤差的測量、補償 及控制存在以下問題：
[0003] (1)以往多軸聯動的高檔數控機床得機床結構受絲杠間隙、導軌磨損等一般會產 生機床結構誤差；驅動器及控制器受外界的干擾一般會產生輪廓誤差，這類機床雖然是多 軸聯動的高檔數控機床卻沒有相應的誤差測量及補償裝置，一般由生產廠家提供用戶無法 模塊式組裝或改造；
[0004] (2)以往多軸聯動的高檔數控機床，沒有專門處理輪廓誤差測量及補償的芯片及 專門燒制的程序，只是利用數控軟件程序在一定程度上消除小范圍誤差，但效果不理想；
[0005] (3)往多軸聯動的高檔數控機床，沒有專門輪廓誤差仿真器，其輪廓誤差的測量精 度較低，插補控制精度不高，實用性不強。

【發明內容】

[0006] 本發明是為了克服上述不足，給出了一種曲線輪廓誤差測量及補償的控制系統。
[0007] 本發明進一步限定的技術方案如下：
[0008] 本發明提供一種曲線輪廓誤差測量及補償的控制系統，包括數控PC機、曲線輪廓 誤差測量及補償的運動控制卡、驅動模塊、電機模塊及位置檢測模塊。所述的數控PC機包 括具有曲線輪廓誤差補償功能的數控PC機、串口裝置、觸摸屏及PCI芯片；一端與觸摸屏相 連實現人機對話，另一端通過PCI芯片通過PCI總線與曲線輪廓誤差測量及補償的運動控 制卡相連接，實現曲線輪廓誤差的測量及補償。
[0009] 所述的串口裝置包括串口設備和串口電路；所述的串口裝置通過通訊線與所述的 曲線輪廓誤差測量及補償的運動控制卡中的DSP模塊連接，實現數據的傳輸與通信功能。
[0010] 具體地，所述的串口設備與曲線輪廓誤差仿真器相連，實現空間曲線及平面曲線 的仿真，曲線弓高誤差和輪廓誤差的仿真。
[0011] 所述的曲線輪廓誤差測量及補償的運動控制卡，包括PCI9025芯片、CPLD、通訊模 塊、DSP模塊、I/O擴展功能模塊、D/A輸出模塊、曲線輪廓誤差測量及補償裝置所述的通訊 模塊采用RS482通訊線和光纖電纜線，實現數據的傳輸及通訊。
[0012] 具體地，所述的CPLD采用MAX7000E芯片，使曲線輪廓誤差測量及補償的控制系統 斷電后編程信息不丟失，同時編程、簡單靈活。
[0013] 所述的通訊模塊采用RS232通訊線，實現數據的傳輸及通訊。
[0014] 所述的DSP模塊采用TMS320C543DSP芯片，所述的DSP模塊將所得到的插補位移 量轉換為脈沖信號送入所述的CPLD中實現插補脈沖量的控制。
[0015] 所述的I/O擴展功能模塊包括存儲器；所述的存儲器包括SRAM和閃存存儲器，是 外圍存儲模塊；所述的SRAM存放曲線輪廓誤差測量及補償的控制的系統程序；所述的閃存 存儲器存放經曲線輪廓補償后的誤差補償信息，是外圍存儲模塊，其中存儲容量為16GB。
[0016] 所述的D/A轉化輸出模塊包括數模轉換器和運放電路，實現由數字量到模擬量的 轉化，達到數控機床曲線輪廓控制的要求；所述的數模轉換器采用TI公司的32位單通道串 行電壓為IOV輸入型數模轉換器。
[0017] 所述的驅動器包括X軸的電機驅動器、y軸的電機驅動器、z軸的電機驅動器。
[0018] 具體地，所述的X軸的電機驅動器采用6SL3210-5CB08-4AA0的Sinamics V80驅 動器，完成X軸的電機驅動。
[0019] 所述的y軸的電機驅動器采用6SL3210-5CB11-1AA0的Sinamics V80驅動器，完 成y軸的電機驅動。
[0020] 所述的z軸的電機驅動器采用6SL3210-5CB12-0AA0的Sinamics V80驅動器，完 成z軸的電機驅動。
[0021] 所述的電機模塊包括X軸伺服電機、y軸伺服電機、Z軸伺服電機，X軸、y軸、Z軸 的運動實現數控機床空間軸的運動。
[0022] 具體地，所述的X軸伺服電機采用1FL4021-0AF21-0AB0的Sinamics V80伺服驅 動電機，實現X軸伺服電機的運動。
[0023] 所述的y軸伺服電機采用1FL4032-0AF21-0AB0的Sinamics V80伺服驅動電機， 實現y
[0024] 軸伺服電機的運動。
[0025] 所述的z軸伺服電機采用1FL4033-0AF21-0AB0的Sinamics V80伺服驅動電機， 實現z軸伺服電機的運動。
[0026] 所述的位置檢測模塊包括脈沖編碼器、旋轉變壓器及光柵尺；用于精確檢測輪廓 誤差補償的誤差值及數控機床精確定位。
[0027] 所述的曲線輪廓誤差測量及補償裝置包括曲線輪廓誤差測量裝置、曲線輪廓誤差 補償裝置。
[0028] 具體地，所述的曲線輪廓誤差測量裝置包括曲線輪廓誤差測量儀、接口電路、曲線 輪廓誤差測量儀固定裝置及底盤；所述的曲線輪廓誤差測量包括儀傳感器、數顯裝置、鍵 盤、LCD顯示器、具有自動處理功能的微星芯片；用于自動測量曲線輪廓插補誤差。
[0029] 所述的曲線輪廓誤差補償裝置包括曲線輪廓誤差補償儀、接口電路、曲線輪廓誤 差補償儀的固定裝置；所述的曲線輪廓誤差補償儀包括內置具有記憶功能微處理功能的芯 片、傳感器、接口電路；用于曲線輪廓誤差的自動判斷及補償。
[0030] 本發明與現有技術相比，具有以下優點及突出性效果：
[0031] 1.本發明采用國際通用標準接口及組合式模塊化控制系統的結構，包括數控PC 機、曲線輪廓誤差測量及補償的運動控制卡、驅動模塊、電機模塊及位置檢測模塊，完成曲 線輪廓誤差的自動測量及補償。
[0032] 2.本發明采用曲線輪廓誤差測量及補償裝置內置曲線輪廓誤差測量儀和曲線輪 廓誤差補償儀，所述的曲線輪廓誤差測量儀具有自動處理功能的微星芯片；具有自動測量 曲線輪廓插補運算能力和自動處理信號的能力；所述的曲線輪廓誤差補償儀內置具有記憶 功能微處理功能的芯片，芯片上燒制曲線輪廓誤差補償程序；可以曲線輪廓誤差的自動判 斷及補償，具有自動化控制能力強、輪廓誤差補償能力強的特點。
[0033] 3.本發明采用的曲線輪廓誤差測量及補償的控制系統，具有自動測量和補償曲線 輪廓誤差的能力，效率高、適用性強，能方便使用在空間曲線及平面曲線插補輪廓誤差的控 制方面上，在其它的數控控制系統中具有很強的借鑒意義。
[0034] 4.本發明使用曲線輪廓誤差測量及補償的控制系統中仿真器仿真，仿真結果表明 進行曲線輪廓誤差補償后，曲線弓高誤差和輪廓誤差明顯減小，輪廓誤差補償能力明顯增 強，誤差精度提尚。滿足尚速、尚精度，尚效率插補控制的目的。
[0035] 除了以上這些，本發明具有控制效率高及實用性強等特點，提高了數控系統的插 補精度，減少了曲線輪廓誤差、降低了成本低，能產生很好的經濟和社會效益。
【附圖說明】
[0036] 圖1為本發明所述的一種曲線輪廓誤差測量及補償的控制系統的結構示意圖；
[0037] 圖2為本發明所述的曲線輪廓誤差測量及補償電路圖；
[0038