机械网--[二]一种高速CNC雕铣机数控系统的设计

2、基于CPLD的4轴位置控制卡设计位置控制卡组成及各部分功能分析 该4轴位置控制卡的整体结构如图2所示。主要由3部分构成：输入部分、输出部分和CPLD部分。输入部分包括手脉输入，Z脉冲反馈输入，20路特殊输入和32路普通输入。其中的52路输入主要用来管理各种限位开关、回零检测开关、刀具锁紧开关等。信号经光电隔离(部分信号还需整形)后，送入相应的锁存器和输入口，以便进1步处理。body.clientHeight)this.width=body.clientHeight" border=0>图2 基于CPLD的4轴位置控制卡的整体结构 输出部分中1部分输出控制各进给轴伺服系统的指令脉冲、另外1个为D/A输出，控制主轴伺服系统；32路数字输出主要用来控制冷却系统和润滑系统的开关、使能各个轴的伺服系统等。 CPLD部分是该位置控制卡的主要部分，主要实现以下功能： (1) 根据上位机(PC104)的指令产生特定频率与数目的脉冲，并传递给4个进给轴(X，Y，Z，C)的伺服驱动器，以脉冲控制方式控制电机； (2) 为上位机提供插补周期的定时； (3) 根据上位机指令，实现输入输出部分的片选译码功能； (4) 对光隔，整形后的手脉信号进行4倍频鉴向计数。 下面就来专门介绍这部分的设计实现。 CPLD部分设计与仿真 Altera公司是1家专门从事逻辑器件生产的厂家，自该公司成立10余年来，1直致力于高密度可编程逻辑器件的研发与生产，成为业界的佼佼者。A1tera的CPLD器件高密度，高速度及在线配置功能，使得原来由分立元件构成的电路集成在1个芯片上，而且通过编程，电路功能可随意改变，大大增强了电路的集成度和设计的灵活性和可靠性。并和EFROM配合使用时，用户可以反复地编程、擦除、使用或在外围电路不动的情况下用不同的EPROM即可实现不同的功能。 因此，这里选用Altera公司的FLEX10K器件来实现上述译码、倍频、计数等功能政府强拆农村老房子合法吗。body.clientHeight)this.width=body.clientHeight" border=0>图3 CPLD触及流程图 同时Altera公司提供的MAX+PLUS开发工具，快速、直观、易于使用，可大大缩短开发周期养殖场建在基本农田能强拆吗养殖，减少工作量，而且可以在设计阶段进行仿真验证，大大提高了设计的可靠性。全部进程分为设计输入、编译、仿真与验证、配置4个阶段(如图3所示)。位置控制卡的CPLD部分具体设计进程以下： 首先分析该部分电路功能，将其分成若干模块：插补周期定时模块、小数分频模块、译码模块和脉冲信号的4倍频及计数模块，而后分别对各个电路模块进行设计。其中根据需要选用不同的输入方式，像定时模块、小数分频模块计数模块等，可以用原理图输入法设计；译码模块则用VHDL设计；最后的顶层文件用原理图输入。将各个模块设计并输入后，经MAX+PLUS软件中的Compiler编译器进行编译，在编译器窗口中将显示各种出错信息，设计者可根据显示信息对设计进行修改。1旦编译通过，MAX+PLUS软件在几秒中内自动完成建立网表、逻辑综合、适配、划分、时域分析、装配等工作，且生成多个后续工作需要的文件。编译通过后再用MAX+PLUS软件的Simulator仿真器和Timing Analyzer分析工具进行功能仿真和时序仿真，可验证各个电路模块的功能是否是正确。如果有毛病则返回原设计予以改正。并重新编译、仿真，直到没有其他毛病。最后生成可用于下载的pof或sof文件。 图4就是用MAX+PLUS对通过CPLD来实现的手脉信号的4倍频鉴向电路波形仿真结果。其中A、B为经差分接收及光隔整形后的手脉信号，OA、OB为鉴向倍频后的输出信号。body.clientHeight)this.width=body.clientHeight" border=0>图4 4倍频及鉴向电路仿真波形 3、系统的开放性及其抗干扰设计 上面所介绍的基于PC的高速雕铣机的开放式数控系统由于采取了“位置控制卡+PC”的情势关于政府强拆违反物权法吗，结构简单，可靠，易扩大。在设计中，不论是系统整体设计还是像位置控制卡的CPL部分的局部设计，都重视模块化的设计理念，将各部分功能模块化，并进行相应的硬件或逻辑设计。系统各模块间基本上都是通过标准接口来实现互连通讯，因此，各部分可根据实际需要选用组合，也可单独利用到其他的数控系统，使得资讯分类行业动态帮助文档展会专题报道5金人物商家文章