[实用新型]嵌入式五轴联动控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种嵌入式五轴联动控制系统，属于数控加工控制系统技术领域。

技术背景

目前开放的五轴数控加工系统主要有：1）PC十CNC，其代表厂家为西门子、FANUC等国外厂家，国内的代表为华中数控，其特点是追求高精高速的加工，在NC系统上增加一块PC板，提供键盘使用户能把PC和CNC联系在一起，以提高人机界面的功能，比较典型的产品有840D等，由于其价格高昂，以一套840D为例，其价格在40-50万元之间，这类国外的控制系统一般装配在销售价格在250-300万以上的数控加工系统，国内华中数控的五轴数控系统价格在9-10万元之间，一般装配在销售价格在80-150万之间的数控加工系统；2）基于PC的CNC系统  这种系统以PC机为平台，开发数控系统的各种功能，通过伺服卡传送数据，控制坐标轴电机的运动。这类系统有时也称为Soft NC。3）PC嵌入式，这种系统的基本结构为：CNC十PC主板，即把一块CNC板插入传统的PC机器中，CNC主要运行以坐标轴运动为主的实时控制，或者CNC作为数控功能运行，而PC板作为用户的人机接口平台。

上述控制系统，均未能实现一个CPU系统控制一个轴的运动、多CPU系统采用并行结构同步控制多轴（五个轴的运动和机床切削速度）；且目前基于PC的CNC系统和PC嵌入式均是单个CPU和响应的功能模块之间采用串性通讯，由于传输速度慢，无法实时传递空间曲线插补功能（圆弧插补）所需要的大量数据，故目前均采用直线插补算法，精度低。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种嵌入式五轴联动控制系统，解决现有的开放的五轴数控加工系统存在的上述不足，通过本实用新型实现五轴数控加工的高效、高性价比的控制系统，通过采用在加工前传送加工G代码、主从CPU多级控制、并行处理、圆弧插补等技术，实现五轴数控加工系统的拓扑结构和控制方法的创新。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的，一种嵌入式五轴联动控制系统，其特征是，设置主CPU系统6和对应X轴驱动9、Y轴驱动16、Z轴驱动15、A轴驱动14、B轴驱动13和控制切削速度驱动12的从CPU系统1、3、4、5、8、10；主CPU系统6的数据接口、控制接口、地址接口通过通讯线路2与各从CPU系统1、3、4、5、8、10的对应接口连接；主CPU系统6的数据接口、控制接口、地址接口通过通讯线路和外设的PC机的相应接口连接；主CPU系统6的数据接口、控制接口、地址接口通过通讯线路和外部设备的对应接口连接；各从CPU系统1、3、4、5、8、10中驱动电路J1的数据接口、控制接口、地址接口通过通讯线路与相应的X轴驱动9、Y轴驱动16、Z轴驱动15、A轴驱动14、B轴驱动13和控制切削速度驱动12的接口连接。

所述的主CPU系统6与各从CPU系统1、3、4、5、8、10均包含数据储存器J3、通讯线路J4、CPU J5、程序存储器J6、接口电路J2、驱动电路J1和辅助电路组成；CPU J5的数据接口、控制接口、地址接口通过通讯线路J4与数据储存器J3、程序存储器J6、接口电路J2的对应接口连接，接口电路J2的数据接口、控制接口、地址接口通过通讯线路J4与驱动电路J1的对应接口连接。

所述的主CPU系统6的数据接口、控制接口、地址接口通过通讯线路和主CPU系统6中的接口电路J2的对应接口连接，接口电路J2的数据接口、控制接口、地址接口通过通讯线路和外部设备的对应接口连接。