开放式数控系统与PMAC说明
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PMAC 可编程多轴控制器简介PMAC 是可编程多轴控制器(Programmable Multi-Axis Controller)的简称,是美国Delta Tau 公司生产的功能强大的运动控制器,PMAC 是目前世界上功能最强的运动控制器之一,是当前开放式数控系统控制器的突出代表。
图3.3为PMAC 的硬件原理和接口图[22]。
PMAC 是一台具有独立内存、独立运算操作能力的计算机[23],它采用Motorola 的DSP56001作为CPU ,它可以通过存储在自己内部的程序进行单独的操作;它还是一台实时的、多任务的计算机,能自动对任务进行优先等级判别,先执行优先级高的任务。
PMAC 既可以独立工作亦可按主机的命令进行工作,它和主机的通讯可以通过串行口也可以通过总线进行,通过总线通讯时,还可以将中断信号引入主机,从而实现非常灵活有效的控制系统。
PMAC 最多可以控制8个轴同时运动,在对伺服数据的处理能力、轴特性及输入信号带宽方面,PMAC 控制器由于采用专门的模块化结构,编码输入的串行处理速度是大多数控制器的10到15倍,SUBAT(Servo Update/Block/Algorithm Term 伺服更新率/块执行速率/伺服算法的项数)是非DSP 控制器的几十倍;它还可从高分辨率编码器件接收低插补位的5位并行数据;可得到320MHz 的有效输入带宽;其DAC 输出分辨率高达16/18位;PMAC 在实际的运动之前,先进行预运算,将不同的运动轨迹按某种模式(如:PMAC 具有内置PLC ,可以在后台同时运行32个异步PLC 程序,同时PMAC 提供了非专用的数字输入/输出口,利用这些I/O 口可以完成机床的逻辑控制,控制面板的操作、位置反馈、手轮及主轴的操作等。
变频器在印染设备多电机同步调速中的应用发表于 2007-7-1 18:56:58 变频器在印染设备多电机同步调速中的应用摘要: 本文概述了变频器在印染设备多电机同步调速中的应用,从通用变频器到伺服变频器,包括有松紧架和无松紧架以及卷绕驱动。
PMAC和工控机通讯设置方法PMAC(Programmable Multi-Axis Controller)是一种用于工控系统的可编程多轴控制器,用于控制和运动控制。
工控机(Industrial PC)则是一种专门用于工厂自动化控制的计算机设备。
在工业自动化领域,PMAC和工控机通常需要进行通讯以实现数据的传输和控制的交互。
下面将详细介绍PMAC和工控机的通讯设置方法。
1.PMAC与工控机连接配置:1.1串口通信:PMAC和工控机可以通过串口进行通信。
首先,将PMAC的串口连接线连接到工控机的可用串口上。
然后,通过工控机的设备管理器或串口调试助手软件,确定所使用的串口号和通信参数(如波特率、数据位、停止位、校验等)。
1.2以太网通信:PMAC和工控机也可以通过以太网进行通信。
首先,将PMAC的以太网电缆连接到工控机的以太网接口上。
然后,通过工控机的网络设置界面,配置IP地址和子网掩码等网络参数。
确保PMAC和工控机处于同一局域网内。
2.PMAC通讯驱动程序安装:2.1 如果使用串口通信,确保工控机上安装了相应的串口驱动程序。
在Windows操作系统上,可以通过设备管理器检查是否存在串口设备,并确保该设备的驱动程序已正确安装。
2.2如果使用以太网通信,确保工控机上安装了以太网卡驱动程序,并且网络连接正常。
可以通过查看网络适配器设置来确认网络连接状态。
3.PMAC和工控机通讯参数配置:3.1如果使用串口通信,打开串口调试助手软件,在配置界面中选择所使用的串口号,并设置正确的波特率、数据位、停止位、校验等通信参数。
这些参数应与PMAC端口设置一致。
3.2如果使用以太网通信,打开工控机的网络设置界面,配置正确的IP地址和子网掩码。
确保PMAC的IP地址和子网掩码与工控机在同一网络段上,并没有冲突。
4.PMAC驱动软件安装和配置:4.1在工控机上安装相应的PMAC驱动软件。
这些软件通常由PMAC供应商提供,并具有相应的文档和安装指南。
基于PMAC的开放式数控系统设计及应用随着现代制造业的快速发展,数控技术在机械加工领域中起着至关重要的作用。
而开放式数控系统作为一种新型的数控系统,以其灵活性、可扩展性和智能化等特点逐渐受到人们的关注。
本文将介绍一种基于PMAC(Programmable Multi-Axis Controller)的开放式数控系统设计及其在实际应用中的优势。
基于PMAC的开放式数控系统是一种以PC(Personal Computer)为核心的数控系统,通过与PMAC控制器的连接,实现对机床运动的控制。
该系统采用了开放式软件架构,可以根据用户的需求进行定制和扩展。
它不仅适用于传统的数控机床,还可以应用于新型的柔性制造系统中。
在设计过程中,首先需要确定系统的功能模块,包括运动控制模块、人机界面模块、数据处理模块等。
运动控制模块通过PMAC控制器来实现机床轴的运动控制,具有高精度、高速度和高性能的特点。
人机界面模块通过PC上的图形界面和操作按钮来实现操作员对机床的控制和监控。
数据处理模块负责对加工过程中的数据进行处理和分析,以提高加工效率和质量。
在实际应用中,基于PMAC的开放式数控系统具有以下优势。
首先,由于采用了开放式软件架构,用户可以根据自己的需求进行定制和扩展,提高了系统的灵活性和适应性。
其次,PMAC控制器具有高性能的运动控制能力,可以实现复杂的运动路径和高精度的运动控制,提高了加工的精度和效率。
再次,系统具有友好的人机界面和强大的数据处理功能,使操作员可以方便地控制和监控机床的运行状态,并对加工过程进行实时的数据分析和反馈。
总之,基于PMAC的开放式数控系统是一种灵活、可扩展和智能化的数控系统,在现代制造业中具有广泛的应用前景。
通过不断的研发和优化,相信这种系统可以为机械加工领域的发展带来更多的创新和突破。
基于PMAC的开放式数控教学平台的研究-数控基于PMAC的开放式数控教学平台的研究孔琳摘要:数控技术是一门操作性很强的综合性学科,涉及的学科领域较多,包括系统控制、工业设计、变频调速等等,这对于学生的操作能力有着较高的要求。
本文就开放式数控教学平台构建的相关问题进行简单的分析。
关键词:PMAC 开放式数控教学平台数控技术已成为职业院校中一门重要的课程,但在教学平台的应用方面大多采用的是封闭式体系结构,如FANUC、SIEMENS等。
在此,笔者就开放式数控教学平台构建的相关问题进行简单的分析。
一、封闭式数控教学平台的缺陷一是数控教学平台中的各个控制系统之间缺乏连贯能力,系统被分割成若干个独立的控制系统,无法通过操作平台将相关的技能训练有机地结合,对于系统设备的使用和维护也带来诸多不便。
二是由于系统具有封闭性,所以在系统功能的修改和扩充方面的难度较大,受到的局限较多,无法将专门的技术和工艺进行集成,这对于产品的核心竞争力产生了一定的影响。
三是封闭式数控教学平台需要使用专用的硬件和软件系统结构,系统的兼容性较差,而且不利于系统功能的持续开发与升级。
二、PMAC运动控制器的功能PMAC运动控制器采用了摩托罗拉公司的高性能数字信号处理器DSP56000作为CPU,是目前功能最为强大的控制器之一。
同时,其本身具有很强的可操作性和灵活性,在同一台主机系统中可以实现不同系统的组合,通过一台PC机最多可以同时实现32根轴的控制。
PMAC控制器也可以作为单独的控制器使用,其独特的大宽带输入特性是普通控制器的10~15倍,因此被广泛地引用于数控机床、在线检测、卫星定位等领域中。
PMAC控制器的应用,为开放式数控教学平台的建设提供了机床功能、计时检测等功能,同时也可以通过PMAC强大的控制和处理功能,实现资源的优化管理。
开放性是PMAC最大的优势,主要体现在两个方面:第一是硬件结构的开放性。
PMAC控制器具有很强的兼容性,可以适应多种不同的硬件操作平台,用户可以根据功能需要开发自己的主机。
开放式数控系统的应用实例介绍我们对开放式数控系统有了一个全面的了解,下面将介绍一些开放式数控系统的应用实例。
1 PMAC为核心的开放式控制系统应用概述PMAC的开放性使其建立的系统具有高可靠性、灵活性、多功能和高性能价格比,重要的是你可以随心所欲地开发各种控制系统而不必依赖于封闭式体系结构的CNC控制器。
因此,PMAC在世界各个行业得到了应用。
在机床方面,已成功地应用于立式和卧式加工中心、铣床、车床、TURNING CENTERS、磨床、激光切割、电加工机床、冲床、水刀切割和木工机械等,如Viking CE无心外圆磨床、SZ-1000微孔钻床、CMT-830八工位车床、Eagle NC光学镜面加工磨床、机床改造等。
在机器人方面,已应用于自动擦窗机器人、AP机器人、HECTOSPEC光线定位机器人、遥控系统的仿形手臂和近海石油钻塔机器人等。
其它方面应用如电子束平板印刷、高速膜缠绕机、台式注塑机、孕检产品装配线、TITANIC号、注塑机、精密飞行运动仿真器和无纺纺织机等。
在中国,PMAC目前主要应用在机床、机器人、测量、印刷、半导体、食品及通用自动化等方面,如喷涂和弧焊机器人(机械部自动化研究所)、重载机器人6轴虚拟机床(沈阳自动化所)、激光成型/切割、水刀切割机、4/8轴管道焊接机、飞剪设备、等离子/火焰切割机、半导体加工设备等。
随着应用的深入,以PMAC为核心控制器的开放式数控系统将得到更加广泛的应用。
限于篇幅,本讲只介绍开放式数控系统在机床和机器人方面的应用。
2 Eagle NC光学镜面加工磨床Eagle是制造加工大工件的CNC移动式龙门加工中心的厂商。
他们的目标市场是石油化工行业。
为了充分发挥PMAC的功能,Eagle不断尝试新的应用并把它应用到自己的新产品中。
Eagle计划用PMAC开发一种带转动刀具的立式磨削中心,用于光学反射镜表面的硅基层的微米级的精密加工。
这些加工表面的亚微米级加工进给速度将达到12.7mm/h,有些加工面的公称直径是1524mm。
3344第24卷 第9期 2002-9制造业自动化 基于PMAC的开放式数控系统研究赖国庭,吴玉厚,富大伟(沈阳建筑工程学院,辽宁 沈阳 110015)摘 要:阐述了数控系统的发展概况,介绍了PMAC运动控制器的性能,深入讨论了基于PMAC的开放式数控系统的结构、优势和性能。
关键词:PMAC;开放式数控系统中图分类号: TH166 文献标识码:B文章编号:1009-0134(2002)09-0034-03收稿日期:2002-03-25基金项目:国家自然科学基金资助项目(59775064)作者简介:赖国庭(1977-),男,广东省人,沈阳建筑工程学院硕士研究生,主要从事自动控制原理与应用方面的研究工作。
0 概述计算机数控系统(CNC)是20世纪70年代发展起来的机床控制新技术,它是综合了计算机、通信、微电子、自动控制、传感测试、机械制造等技术而形成的一门边缘学科。
数控技术是计算机集成制造系统(CIMS)和工厂自动化(FA)的基础之一,也是振兴国家机床工业、增强制造业国际竞争力的基础。
数控系统经过了5代电子元器件的更新:电子管、晶体管、中小规模集成电路、小型计算机数控和微型电子计算机数控,这些发展更新大大丰富了系统的控制功能,提高了数控系统的可靠性、经济性。
现在,计算机数控系统已经进入第6代——开放式计算机数控系统。
在一套计算机数控系统中,起着关键作用的组成部分是其中的计算机数字控制装置和伺服系统,系统的计算速度、实时性、伺服更新速度、资源管理能力、数字通信、精密控制、微量进给等性能都取决于这两个部分。
尤其是计算机数控装置,也就是运动控制单元,更是数控系统的核心单元模块,数控系统的性能、精度一定程度上依赖于运动控制单元的快速控制能力,由它可完成数控系统中实时性要求比较高的插补、位置控制、开关量I/O控制任务,实现CNC系统中多轴联动的插补计算、位置控制等功能,使用这样的运动模块并辅助以其他的设备部件,可以方便灵活地构建应用于不同场合的运动控制系统。
开放式数控系统应用举例本章将通过对NC嵌入PC的典型范例-PMAC运动控制卡及其应用的介绍,使读者对开放式数控系统有一个初步的了解。
开放式数控系统的应用6.1.1 PMAC开放式运动控制卡PMAC全称可编程多轴控制器(Programmable Multi-Axis Controller),是美国Delta Tau Data Systems 公司于1990年推出的基于PC机平台的开放式运动控制器。
它集运动控制和PLC控制于一体,具有优秀的插补计算、伺服和I/O接口等实时控制能力,最多可控制32轴(Turbo PMAC)。
板上的MACRO接口允许将诸多的PMAC卡联成环形网进行控制。
它支持多种总线规范(ISA、PCI、VME和STD),同一控制软件可以不同的总线上运行,从而提供了多平台支持特性。
PMAC还支持多种电机(如直流伺服电机、交流同步电机、交流异步电机、步进电机,直线电机等)和检测反馈元件(增量编码器、绝对编码器、旋转变压器、线性磁传感器等)。
PMAC以Motorola 56000系列 DSP为CPU,板上的存储器用于存放系统控制软件和用户程序、I/O接口和伺服接口用于连接外部输入/输出信号和伺服电机,板上的显示接口允许连接一个2×40的字符液晶显示器。
此卡本身就是一个NC系统可以单独使用,也可以插入PC机中,构成开放式控制系统,其硬件结构如图6-1-1所示,表6-1-1为PMAC开放式运动控制器的主要技术性能指标。
图6-1-1 PMAC开放式运动控制卡表6-1-1 PMAC开放式运动控制器的主要技术性能指标表6-1-1 开放式运动控制器的主要技术性能指标6.1.2 KT560-T开放式车床数控系统T560_T开放式车床数控系统由PMAC-LITE四轴运动控制卡和工业控制计算机组成,它的软件分为上位机(PC)和下位机(PMAC)两部分。
上位机主要完成系统的管理功能,如人机界面的实现,加工状态显示,仿真的实现,参数编辑,参数配置,程序文件编辑,端口状态监测和故障的诊断等工作。
基于PMAC的活塞车床开放式数控系统引言随着汽车、航空和船舶工业的飞速发展,对发动机的性能要求不断提高,中高速发动机的关键部件活塞经常被设计成非圆截面(中凸变椭圆)。
目前,同内外活塞制造主要采用硬靠模,这种加工方法不利于多品种、小批量特种环的生产和新产品的研究与开发。
活塞的“软靠模”技术就是把活塞的横截面形状或数据输入计算机,再由计算机控制刀具运动,完成活塞变椭圆截面的车削加工。
它不仅能切削各种复杂的截面形状,而且具有切削效率高、加工精度高、柔性好等优点。
活塞中凸变椭圆数控车削时,X轴进给机构的性能和控制方法决定了加T精度和表面质量,因而对机床进给系统的伺服性能提出了更高的要求:要有很高的驱动推力、快速进给速度和进给加速度。
对于一般数控机床,由于受到传统机械结构(即旋转电动机+滚珠丝杠)进给方式的限制,其有关伺服性能指标(特别是快速响应性)难以突破提高。
而直线电机驱动机构作为一种新的高速进给方式能提供120—200m/min的速度和5~10g的加速度。
进给机构由直线电机直接驱动,消除了中间环节的机械滞后及螺距误差,其运动精度取决于反馈装置、控制系统和直线导轨,从而可达到很高的精度。
1、数控活塞车床X轴进给机构结构及原理本文将直线电机作为X轴进给驱动部件,设计的数控车床X轴进给机构结构如图1所示。
直线电机对称立式安装,滑台和简易刀架采用轻质高强度合金材料,优化的结构设计尽可能减小滑台质量以提高进给系统的快速响应性能和加速度,导轨采用直线滚动导轨。
进给系统行程限位采用接近开关和弹簧空气阻尼式机械挡块二级安全过冲防护,以确保滑台不会因为误操作而冲出导轨。
光栅位置反馈装置位于滑台内部,以免受到外界油污和铁屑污染。
系统具有全封闭防护结构和由内向外的吹风冷却功能(图1中未表示)。
由于采用无铁芯动子(初级)结构,发热量小,散热容易,这使得加工中受热变形的影响小。
整个活塞车床的结构如图2所示。
图1 活塞车床的X轴进给机构结构图2 活塞车床整体结构图2、活塞车床数控系统设计已成为数控系统发展趋势的开放式数控系统是计算机硬件技术、信息技术、控制技术融人数控技术的产物,它具有强大的适应性和灵活配置能力,能适应各种数控设备,可灵活配置,随意集成。
开放式数控系统概述开放式数控系统概述数控技术是现代制造业中的一项重要技术,它在机床控制、自动化生产以及信息技术中都有着广泛的应用。
随着科技的进步和需求的不断发展,数控技术也在不断地向着开放性、智能化、网络化的方向快速发展。
开放式数控系统作为数控技术的一种最新发展,对于现代制造业的转型升级具有重要的意义。
本文将从开放式数控系统的定义、特点、组成结构、应用以及未来发展等方面进行全面的介绍。
一、开放式数控系统的定义开放式数控系统,也称为开放控制系统,是指可以支持多种硬件与软件组合、接口协议标准化、模块化设计的数控控制系统。
它打破了传统闭式数控系统的局限性,实现了不同品牌、不同类型的设备共用同一控制器。
同时,开放式数控系统还可以方便地进行软件的升级与升级、加入不同的应用模块、进行企业内部和外部数据交互等多种功能。
二、开放式数控系统的特点1. 组件化设计。
开放式数控系统采用组件化的设计理念,将硬件和软件之间的耦合度降到最低,从而实现了优化的功能扩展和维护。
2. 标准化接口协议。
开放式数控系统广泛采用各种国际标准接口协议,实现了不同品牌和不同类型的设备间的互操作性。
3. 多平台支持。
开放式数控系统可以在不同操作系统上运行,如Windows、Linux、Unix等。
4. 灵活、易扩展。
开放式数控系统具有灵活性和易扩展性,可以动态添加、删除和替换控制器的子模块。
5. 通信与数据共享。
开放式数控系统具有良好的网络通信和数据共享能力,可以实现企业内部和外部的数据交互。
三、开放式数控系统的组成结构1. 控制器。
控制器是开放式数控系统的核心部分,它包括计算机、数控软件、运动控制卡、数据采集卡等。
控制器主要负责运动控制、操作系统的管理和调度、与外设的交互等。
2. 人机界面。
人机界面包括显示屏、键盘、鼠标等输入设备,它向用户提供图形化的操作界面和可视化的信息展示。
3. 动力系统。
动力系统主要包括伺服电机、伺服控制器、驱动器及相关传动机构,它可以确保机床的高精度运动控制。
1.PMAC控制卡及泰道公司简介1.1PMAC控制卡PMAC是可编程多轴控制器(Programmable Multi-Axis Controller)的简称,是美国泰道(Delta Tau Data Systems, Inc )公司生产的功能强大的运动控制器,PMAC是目前世界上功能最强的运动控制器,同时也是当前开放式数控系统控制器的突出代表1.2泰道公司介绍泰道公司拥有三十多年丰富的运动控制经验,是首屈一指的创新型、高性能机器控制专家,拥有全球数百万轴的惊人控制能力;自从上世纪90年代初推出第一款基于DSP的8轴的PMAC产品,每三年左右便会推出一款新的产品,如今最新的第七代产品Power PMAC(基于Power PC)已达到惊人的256轴的控制能力。
1.3应用范围由于其灵活的结构和开放性的编程接口,PMAC有着非常广泛的从最简单的到最复杂的应用,如半导体制造、航空、通用自动化、机器人控制、半导体生产线自动化、各类数控机床、医药设备、各种测量和定位机具、包装生产流水线自动化等等。
以下是在一些公司中1.4PMAC特性PMAC是一台具有独立内存、独立运算操作能力的计算机,采用泰道独有的实时内核(基于DSP的卡)或实时Linux操作系统(基于Power PC的卡)通过存储在自己内部的程序进行单独的操作;它还是一台实时的、多任务的计算机,能自动对任务进行优先等级判别,先执行优先级高的任务。
PMAC既可以独立工作亦可按主机的命令进行工作,它和主机的通讯可以通过串行口也可以通过总线进行,通过总线通讯时,还可以将中断信号引入主机,从而实现非常灵活有效的控制系统。
PMAC可以通过灵活的类似Basic的高级语言(Power PMAC还可以用C语言)控制多轴运动,提供了运动控制、可编程逻辑控制、同主机交互等基本功能;并具有各种现场总线和多种反馈装置接口。
PMAC的最大特点是开放性。
允许用户根据自己的用途使用内部寄存器。