0 导言
现阶段，在我国转塔数控冲床运动操控体系方面的开发与研讨首要依据两种办法: 1) 依据PC + PLC 的数控转塔冲床运动操控体系; 2) 依据PC + 运动操控卡的数控转塔冲床运动操控体系。由于PC + PLC 的数控转塔冲床运动操控体系，选用单片机PLC 来完结设备移动部件的速度操控和方位操控，外围电路比较杂乱，核算速度比较慢，所以人们更倾向于运用运算速度快，能够满意高精度的速度和方位操控的运动操控体系，因而依据PC + 运动操控卡的数控转塔冲床运动操控体系跟着运动操控技能的开展而得到了广泛使用。此外，本体系选用的是伺服电机完结机器的加减速运动操控，伺服电机作为一种把电脉冲转化为角位移的履行组织，能够跟着脉冲信号的频率和数量操控设备移动部件的速度和间隔，经过方向信号操控设备移动的方向，是一种既经济又简略的操控极速计划。
1 运动操控体系的作业原理
本体系选用PC + 运动操控卡的运动操控体系计划，使用Visual C + + 6． 0 言语进行体系程序和界面的开发与规划，完结对伺服电机的运动操控功用。本体系经过人工在PC 机上操作接口传递给机器操控软件，机器操控软件将操作信息转化为运动参数并依据这些参数调用DLL 库中的运动函数，运动函数调用运动操控卡驱动程序宣布操控指令给操控卡，运动操控卡再依据操控指令宣布相应的操控信号( 脉冲、方向信号) 给电机驱动器，电机驱动器依据操控信号来驱动电机运动带动机器部件的运动。
2 操控体系硬件组成
2.1 硬件设备的组成
体系在硬件上由PC 机、DMC1410B 运动操控卡、伺服电机驱动器以及伺服电机组成。DMC1410B 运动操控卡为雷赛公司自主研制的脉冲式四轴运动操控卡，可输出脉冲信号和方向信号，用以操控电机的转速和方向。DMC1410B 运动操控卡具有即插即用、接连运动、直线插补、单轴运动等功用; 具有梯形和S 型加减速运动曲线，最大脉冲输出频率为1． 2 MHz，具有16 路输入和12 路输出的通用I /O 接口，输入输出信号均选用光电阻隔大幅度进步了运动操控卡的牢靠功用和抗干扰功用。DMC1410 卡也支撑即插即用功用。
2.2 运动操控卡首要功用
经过对运动操控卡的操作完结对走刀轨道的设定、各轴回原点、点动操控、机床启停、刀具挑选，在加工状况的显现，加工使命的办理完结各轴的独立运动、以及接连运动，并可经过设定速度和加快度的参数数值，让运动轨道呈现梯形或许S 型加减速运动操控。经过对运动操控卡的实时操控，完结二轴直线插补、三轴直线插补、多轴联动等操作。DMC1410B 运动操控卡能够输出两类脉冲信号:
1) 脉冲+ 方向办法( 单脉冲) ; 2) 正脉冲+ 反脉冲( 双脉冲) 办法。每轴都有两个减速刹车信号+ SD 和－ SD，在检测到减速信号后，电机减速至低速运转。通用数字输出信号OUT 用于操控继电器、电磁阀、指示灯等开关器材。
通用数字输入信号INPUT 用于挨近开关、光电开关、按键等传感器的信号输入。
3 操控体系软件规划
3.1 运动操控函数
体系是依据Windows XP 体系支撑渠道，以VisualC + + 6． 0作为开发工具，进行程序规划与开发的体系，是一种依据驱动办法的音讯件的程序规划体系，当用户需求完结某种特定功用时，点击相应的功用按钮，就会发生相对应的音讯。然后，操作体系将对音讯进行循环并开端检索音讯，并将音讯发送给对应的方针。每个相应的接纳方针都有相对应的音讯映射，用于将音讯与处理函数联系起来。当方针方针接纳到音讯映射时，将开端查找对应的音讯映射，寻觅彼此匹配的音讯处理函数并完结相应的功用。
体系所支撑的DMC1410B 运动操控卡，首要有初始化函数、接连运动操控函数、单轴运动操控函数、直线插补函数、圆弧插补函数、回原点函数以及运动状况检测函数等各种丰厚的函数。由于DMC1410B 运动操控卡支撑12块DMC1410B 运动卡一起运转作业，因而一台PC 机能够完结多达48 轴的伺服电机一起进行运动操控。
在软件方面运动操控卡供给了许多的运动操控函数，用以满意用户在使用中的各种要求。用户只需依据运动操控体系的详细要求，调用相关的运动操控卡函数库中的运动操控函数，就能够满意多种要求的多轴运动操控体系。
函数列举如下:
(1) 初始化函数
d1000_board_init 软件初始化
(2) 接连运动操控函数
d1000_start_tv_move 以梯形速度曲线操控一个轴接连运动
d1000_start_sv_move 以S 形速度曲线操控一个轴接连运动
d1000_immediate_stop 以梯形或S 形急停一个轴
d1000_decel_stop 以梯形或S 形减速中止一个轴
(3) 单轴运动操控函数
d1000_start_t_move 以梯形速度曲线操控相对坐标的点位运动d1000_start_sa_move 以S 形速度曲线操控肯定坐标的点位运动
(4) 直线插补函数
d1000_start_t /ta_line 恣意2、3、4 轴相/肯定坐标的直线插补运动
(5) 圆弧插补函数
d1000_start_t /ta_ arc 恣意2 轴进行相/肯定坐标的圆弧插补
(6) 回原点函数
d1000_home_move 回原点运动
3.2 体系程序规划
3.2.1 实时操控
数控转塔冲床运动操控体系作为一个实时性多使命的运动操控体系，需求完结的使命有许多，首要包含机床的启停、直线圆弧插补运算、速度和方位操控等。在这些使命中，对实时性的要求凹凸不同，因而，依据这一点能够使用体系多线程、多使命、抢占式的技能特点将各个体系使命分配给不同的线程，并赋予各个不同线程的优先级，当优先级高的线程，即需求履行实时性要求比较高的使命时，能够主动中止其他低线程优先级的作业，而转向履行这一线程，这样就能够完结运动操控体系所需求的实时性了。
为了完结运动操控体系的实时操控，体系选用了守时循环检测的办法。在运转程序中增加音讯守时器来完结音讯的映射进程，并经过编写与之相对应的OnTimer( ) 功用函数。其间，OnTimer( ) 函数是实时运动操控体系中的要害函数，依据守时器所设置的时刻参数，循环履行以下功用:
1) 判别x，y 轴极限方位。
2) x － y 轴实时坐标显现。
3) 回零点的实时运动操控，其间回零时先x 轴后y 轴。
3.2.2 运动操控
由于DMC1410B 运动操控卡可完结单轴点位运动和接连运动。因而，能够对单轴点位运动进行精确地方位操控或速度操控。DMC1410 在表述运动轨道时能够用肯定坐标和相对坐标这两种办法，这两种办法各有长处，如: 在肯定坐标办法顶用一系列坐标点界说一条曲线，假如要修正中心某点坐标时，不会影响后续点的坐标; 而在相对坐标办法中，用一系列坐标点界说一条曲线，用循环指令能够重复这条曲线轨道屡次。在DMC1410 函数库中心隔或方位的单位为脉冲; 速度单位为脉冲/s; 时刻单位为s。
DMC1410B 运动操控卡供给了方位操控办法下两种加减速办法: 一种是梯形曲线加减速，一种是S 型曲线加减速。
1) 梯形曲线加减速一般方位操控选用梯形这种速度操控办法。运动速度之所以要按梯形曲线改变，是由于: 电机转子和被拖动的物体具有惯性，不行能在瞬间到达指定速度，因而应该有必定的加快进程。减速时亦是相似，不然电时机由于瞬间力矩缺乏而呈现丢步、过冲或振动现象，如图1 所示。
图1 梯形速度曲线
2) S 型曲线加减速尽管梯形速度曲线简略，但它的速度曲线不滑润，其加快度有骤变，因而运动中有冲击现象，简单引起机器噪声和传动组织的磨损。在梯形速度曲线上，运动的不滑润首要表现在四个瞬间的速度转机及相对应的加快度骤变，这四个瞬间分别是: 启动时、到达最高速度时、从最高速度下降时和最终中止时。
若将加快度改为线性改变，则速度曲线相应将变得润滑。加快和减速阶段均变为“S”形状。选用此种速度曲线，运动更平稳，且有助于缩短加快进程、下降运动设备的轰动和噪声，以及延伸机械传动部分的寿数，如图2 所示。
图2 S 型速度曲线
梯形曲线答应在运动进程中修正方位和速度参数; S型曲线只答应在运动进程中修正方位参数。当在加快度时，梯形曲线具有较短的加减速时刻，而S 曲线的运动比较滑润。因而，应当针对详细使用场合挑选相应的加减速曲线办法。
3.2.3 状况检测
用户能够从运动操控卡的状况寄存器中读取操控轴的状况、接连运动的轨道操控状况以及指令状况。经过调用运动状况检测函数来查询运动操控轴的作业办法和作业状况。
下面临运动状况检测函数进行描绘:
d1000_check_done 检测指定轴的运动状况语法界说:
C/C + + :
DWOＲD d1000_check_done ( short axis) ;
参数描绘:
Axis: 轴号，规模0 ～ ( n × 4 － 1)返回值:
0: 正在运转
1: 脉冲输出结束中止
2: 指令中止( 如调用了d1000_decel_stop 函数)
3: 遇限位中止
4: 遇原点中止
3.3 软件结构规划
体系依据运动功用需求和运动操控卡体系的支撑，首要能够分为以下几个首要模块: 参数设置模块、运动操控模块、状况显现模块、代码显现模块、体系办理模块等。参数设置模块首要担任各运动主轴的脉冲输入出设置以及对刀具的挑选等，运转操控模块则首要操控移动部件运动的办法，状况显现模块首要担任将体系运转状况( 方位坐标、速度巨细等) 及运转时的参数进行实时显现，代码显现模块则首要担任对代码的显现、报错以及错误代码的更改，体系办理模块首要担任文件办理等。程序经过各模块之间的彼此和谐操控，一起构成一个完好的依据运动操控卡的数控转塔体系，如图3 所示。
图3 软件结构结构
4 体系优化规划与模具办理
4.1 最近间隔法和廉价法
依据最近间隔法和廉价法途径优化的算法在各行业中使用适当广泛，经过对典型工艺途径优化算法基本原理的剖析和总结，研讨拟定转塔数控冲床加工工艺途径优化办法并给出相应的算法阐明。转塔数控冲床首要进行各种孔的加工，例如圆孔、方形孔、腰圆孔及各种杂乱孔。使用零件图形信息，选用人工交互式的办法进行途径的优化。选用特定算法的优化办法，削减加工时刻和加工途径，进步出产功率下降出产成本。
4.2 模具库办理
模具的品种许多、办法各异，要到达数控主动编程体系的查找匹配的功用要求，需对模具的各项参数进行合理的界说和归类。首要包含对各种模具如三角形，圆形，正方形，五角星形，以及不规则图形模具的设定。
5 结语
以DMC1410B 运动操控卡为主导，依据Windows XP体系渠道，使用Visual C + + 6． 0 作为体系的开发工具，用以完结人机交互界面的办理和运动操控体系的实时监控、运动轨道以及加工代码的显现。构筑了一个依据PC + 运动操控卡的数控转塔冲床运动操控体系所办法的数控冲床渠道，其对依据运动操控卡的数控体系具有必定的实用性和通用性。体系选用DMC1410B 运动操控卡完结运动轨道规划、直线插补和圆弧插补核算、运动方位的操控、运转速度的操控等实时使命，以PC 机完结方便快捷的人机界面、体系配置，充分发挥了PC 机丰厚的软硬件资源，缩短了开发周期，反映了数控冲床体系的优越性。以运动操控卡为中心构建数控体系硬件渠道，本数控体系，答应其他用户运用新的技能和办法，对其进行更多的开发和扩大新的功用模块，以便使体系功用愈加完善，愈加先进，功用更强壮。
