开放式数控系统中运动控制卡的设计

0 引言

　　运动控制是根据上位数控系统发出的命令来控制电机运动的方法，在数控系统中占据重要的位置。目前，国外有关运动控制方面的技术研究已经比较成熟。

　　相对而言，我国在运动控制领域的研究起步较晚，在稳定性、可靠性和实用性方面都仍存在问题。开放式数控制码系统主要是在小零件上制作标记的加工过程，对速度要求高、位置要求准确。根据中国国情，为开放式数控制码系统开发一款成本低廉、功能完备稳定、效果良好的运动控制卡是十分可行和必要的。

1 开放式数控系统的组成

　　开放式数控系统分软件系统和硬件结构两部分。软件系统就是安装在PC主机上控制开放式数控制码机运作的程序；硬件部分主要由负责人机操作的PC电脑主机、PCI光电隔离运动控制卡、硬件驱动器和开放式数控制码机四部分组成，如图1。

　　如图2为给零件加工制码的整个流程，先由PC机上的开放式制码系统发出制码指令，指令通过PCI光隔卡转换成高低电平信号，硬件驱动器再将高低电平信号的电压放大，最后驱动制码机中的三个步进电机进行加工制码。

图2 制码的整个流程

　　整个制码过程中，系统的运行性能及控制精度都与PCI光电隔离运动控制卡的设计息息相关。因此，开放式数控制码系统硬件结构设计的关键就是PCI光电隔离运动控制卡的改造设计 。

　　PCI光隔运动控制卡的主要功能是负责制码机与PC机之间的数据通信，将PC机中的输入输出信号以高低电平的方式进行传输，该卡是嵌入于PC机的主板上联合运作的。

　　硬件驱动器主要负责是将PCI光隔卡输出的高低电平信号放大，足以驱动制码机运转，主要包括稳压器、放大电路等。开放式数控制码机里包含三相六拍的步进电机三个，分别用来控制制码机的刀架转动、刀架上下移动和被加工零件架的转动。