[实用新型]全数字数控系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及到数控系统。

背景技术

一套完整的机床数控系统由数控装置(NC)、驱动系统和检测装置等几大硬件构成，其中主要控制和传动部分是数控装置和伺服系统。传统伺服系统只接收模拟信号，因此需要数控装置(NC)输出模拟控制信号。而真正基于PC机的数控装置，即CNC(Computerized Numerical Control)的控制功能是由软件来实现的，CNC直接输出的是数字信号，为了能向伺服系统输出模拟量信号，还需要在PC机上额外开发D/A转换接口。随着微电子技术和计算机技术的发展，现代伺服系统逐渐转向数字化，数字化伺服系统的CPU也只能接收数字信号，因此这种数字伺服系统还需要再经过一次A/D转换才能接收CNC的控制信号，不仅增加了数控系统的硬件接口，另一方面，由于经过了D/A和A/D两次转换，使CNC的位置环调节器输出的实时指令数据在传输到伺服系统时产生误差，会影响电机的控制性能，难于实现实时高精度加工控制。另外，模拟量电压容易受到干扰，造成刀具移动速度产生波动，工件的加工表面不光滑。

目前在数控系统中实现直接数字控制的方法主要是现场总线控制，但是基于现场总线的数控系统同样需要在CNC上开发通信板卡，这些板卡须插入CNC的标准ISA/PCI插槽内，但ISA/PCI总线接口复杂，驱动程序、硬件接口开发难度大，开发成本较高，开发周期也较长。同时还需要伺服系统提供相应的现场总线接口。而且市场上多种现场总线并存，不同类型现场总线之间不能相互通信，很难满足开放性数控系统的要求。

实用新型内容

为了解决现有数控系统中，CNC与数控机床外围设备通信连接的时候，需要在CNC中插接数据转换卡以及部分控制数据在通信过程中需要经过A/D和D/A两次转换的问题，本实用新型提供了一种全数字数控系统。

全数字数控系统，它包括CNC1、USB2.0收发器2、编码器信号输入接口5、电流信号接口6、功率驱动接口4和可编程逻辑器件3，CNC1的USB串行通信口通过USB2.0收发器2与可编程逻辑器件3的USB通信串行接口连接，编码器信号输入接口5的信号输出端与可编程逻辑器件3的编码器信号输入端连接，电流信号接口6的电流信号输出端与可编程逻辑器件3的电流信号输入端连接，所述可编程逻辑器件3的功率驱动信号输出端和功率驱动接口4的信号输入端连接。

本实用新型采用可编程逻辑器件3作为主控制芯片，在所述可编程逻辑器件3中可以固化与外围接口相应的控制软件，如：USB通信控制软件模块、编码器信号控制模块、电流信号滤波控制模块以及现有各种伺服控制模块来实现和USB2.0收发器2之间进行数据传送、伺服控制、编码器信号和电流信号的采集等功能。

本实用新型的优点有：一、全数字数控系统采用现有技术中比较成熟的USB串行数据通信接口技术实现CNC1与可编程逻辑器件之间的通信，实现了纯数字控制，完全避免了现有数控系统中在PC机中的标准ISA/PCI插槽内插接数据转换卡、以及控制数据在传输过程中需要经过两次A/D和D/A转换而产生的误差的问题，还使机床数控系统的响应速度更快、可靠性更高，能够更好地满足机械加工中的更高需求。二、采用可编程逻辑器件作为核心器件，在可编程逻辑器件中可以集成、固化多种伺服控制核，实现控制的灵活性，还可以根据USB控制器接收到的CNC1发送的控制命令，实现灵活的智能化控制。

附图说明：

图1是本实用新型的结构示意图，图2是图1中的可编程逻辑器件3中固化的各种软件模块与外围硬件接口的连接关系示意图。

具体实施方式：

具体实施方式一：本实施方式的全数字数控系统包括CNC 1、USB2.0收发器2、编码器信号输入接口5、电流信号接口6、功率驱动接口4和可编程逻辑器件3，CNC1的USB串行通信口通过USB2.0收发器2与可编程逻辑器件3的USB通信串行接口连接，编码器信号输入接口5的信号输出端与可编程逻辑器件3的编码器信号输入端连接，电流信号接口6的电流信号输出端与可编程逻辑器件3的电流信号输入端连接，所述可编程逻辑器件3的功率驱动信号输出端和功率驱动接口4的信号输入端连接。