基于MAC的时基控制电子凸轮原理与应用

基于PMAC的时基控制（电子凸轮）原理与应用李显汤以范何法江（上海工程技术大学机械学院202320）摘要:本文概要地介绍了PMAC的结构原理,主要讨论了PMAC的时基控制的原理与功能，并给出了实际应用的例子。关键词：PMAC时基控制编码器ThePrincipleofPMAC’sTime-basedcontrolanditsApplicationLIXianTANGYi-FanHEFa-JiangAbstract:PMAC’sstructureandprinciplewereintroduced,theprincipleandfunctionofthePMAC’sTime-basedcontrolwerediscussed,andpracticalexamplewasgiven.Keywords:PMAC;PMACTime-basedcontrol;Encoder.1开放式控制器PMAC简介PMAC(ProgrammableMulti-AxisController)可编程多轴运动控制器，是美国DeltaTauDataSystem公司于推出的PC机平台上的运动控制器,是一个完全开放的系统。它采用了Motorola公司的高性能信号数字处理器DSP5600作为CPU,是世界上功能最强大的运动控制器之一。从硅谷计算机硬盘的超高精度的伺服磁道写入，到高级CNC机械控制，以及机器人、硅晶片处理、激光切割等广大领域，最著名的例子是PMAC被用来控制哈勃望远镜镜面的修磨。PMAC可以控制步进、交直流伺服、直线电机、液压伺服等各类电机，可以接受诸如增量绝对码盘、光栅尺、激光干涉仪、电位计、旋转变压器等检测元件的反馈功能。另外，由于作为CNC最深层次的NC内核的开放，PMAC允许用户使用诸如VC++、C、C++、VB、Delphi等多种语言开发程序,极大地方便了用户。2PMAC的结构及原理PMAC外形简易图如下:图1PMAC结构框图J1:模拟量输入口,此接口可接受16路0-5V12位的模拟信号J2:多端口I/O扩展口,可提供8进8出点供用户使用饭J3赶:随程通用节I/适O君接口僚,祝此接畜口可匙提供虏1佳6症进大16瓶出输羊入输缝出点粗J4冈:烂虏光缆张接口艳,松用于迷与具屠有光辣缆接参口驱启动器舅和暑I沙/神O沙板使来用仔J5偶:全疗串行尺数据体接口通,赶可与雨上位繁机进境行串眯口通虫讯裂J6惊:丽温显示折器接渴口术J7冈:箭撒手轮舱编码激器接劲口冰,顿可接珍收手进轮脉患冲或隆编码胁器信健号善J8济:牺镜位置骡比较呜相等帖输出感信号敌接口胀J9齿～怖J1粘2晌:击1猫～动8萄号电诸机的抄输入你输出弓接口尿PM羊AC孟笼运动陷控制始器提狂供了纽运动赠控制抹、管过程联控制诸、离歪散控泥制、稀内部义处理祸、同迟主机授的交轿互等姑基本未功能蛾,伺伏服控河制包联括P侧ID汤和锯速度舱、加肥速度绪前馈岗控制叹。它丙的速悬度、贴分辨爱率、齿带宽恶、伺房服控斗制精毅度等暮指标突远远赚优于夹一般影的控照制器浊。它质能够盯对存低储在爱内部胀的程我序进协行单戏独运局算朝，塌执行猎运动车程序判、P裕LC担程栗序进鸭行伺钓服环探更新神，并在以串突口、趣总线抖两种答方式抽与主亿计算呼机进距行通盈讯苍。榨PM摔AC碧本苏身就目是一窝台完探整的挂计算饰机,互能够绩完全痰独立逆于操疲作系雾统之沃外处锹理存滩储的狼程序梅，并进行敞加工挣。而沃且它盼还可刺以自战动对龙任务萍进行阁优先杨等级劝判别陪，命从而刮进行滤实时盐的多越任务抖处理抗，初这使昼得它虽在处蹦理时询间和尸任务沟切换萝这两躲方面广大大洞减轻轿主机博和编杆程器特的负汽担。筑即使品在主嚷机控改制之双下,懒两者辫之间鄙的通艺讯也衣是一缠台计筝算机苦和另隆一台尿计算查机之顺间的郑通讯算，晴而不旦是计何算机趋和外览部设部备的洁通讯心。通捷过特府定设何计的呈门阵桂列I阳CS爽(作悟为龄DS把P偷-臭GA抖TE奇)，结PM吼AC忙实炭现C馒PU坊与趣轴的梦通信膊。P搏MA夕C策所控锅制的霜8削根轴些既可护联动井，掀亦可约在各茄自的织坐标言系中物完成饱各自淡独立孩的完睁全运蹲动。度3岸关于晋PM掘AC烧时基寇控制搏(电信子凸侨轮)写PM雾AC恩甜有许哭多强侮大的王特性桐来帮寨助它棚所控尸制的蚁运动筑与外断部事拾件同狗步。奖这些厨特殊通性包闻括:洪位置县跟随喂，征通常侨叫做矩电子轮齿轮怪;时愈基控备制,同通常务叫做羡电子圾凸轮贩；土位置按捕捉羊，抛在定亚位操锣作中荡很有挺用处减；轰位置闪比较歇，嫁可用驱于精威确的擦扫描哥与测舰量功宵能。廉下面是就其睡中的丹时基塑控制番功能拿进行滨详细午的描乳述。局时基祥控制伤是一书种与蠢外部设轴协巧调的便更复累杂的俭方法彻，至即用且输入项信号品的频树率来哈控制纵运动诱和程凶序的伞执行分速率窄。时宾基控断制在鼓整个从坐标惨系中驾进行闭，费每一御次必赚须指妻定哪回一个菌编码绪器寄列存器敲接收期输入宴频率催，编以及变输入妨频率茧与程岸序执叼行速肯度间驳的关徒系。垒这不订仅使被运动驶速度茶与输固入频嗽率成奸比例馒（频潮率始脖终在贪接近绑零）酱，捎而且原保持城所有美位置道的同插步。团PM暗AC沸的运俗动语映言把衫位置慌轨迹用表示山成时第间的别函数栋。无题论运葛动是匆由时岸间直丘接决恨定,薄还是忘通过毅速度败，滚最终防轨迹待都是续被定多义成即位置继与时赏间之卷间的陶函数淘。这钱对于吉大多应数的芒应用迈是好量的孔，欠但是迈，同在一编些应巨用中贵，净有时酷需要批PM糊AC狼的轴右从动欧于不留在P厕MA坐C竹控制恒下的效一根肚外部界轴(鼠或者求有时丢是在蚕PM闲AC瘦控肾制下梯的另纵外一取个坐停标系积的独拣立轴暮)纷。在狼这些心应用竟中当，比更希涉望把江PM摔AC播有潜轨迹踏定义理成主镇位置集的函唇数而柄不是蒙时间泊。P质MA膝C草完成敬这一障功能趋的方倍法是艰使盐“闸时间锡”莲同主仆轴通际过的驴距离阿成比叼例,渔而不蹲是通俘过语继言表携达成摸“掠时间遮”哄的函匀数,娇这是椅通过谷定义崖一个坛从主尾轴位涂置传倍感器苍得到秘的敏“幅实时馆输入畜频率唯”胆来完升成的晒。错它的政单位千是步更/添ms叫。萄时基粉控制某通过均从上苹一个节伺服嗽周期报以来堤的每该个指咳令位抹置更日新来问工作右，而吩伺服零周期尿的实店际时克间并抢没有厅改变厦，伺大服环沙的动屠态性歪能也株没有棕改变掏。仅建仅是沉指令酒轨迹卖的速问率随替外部匀频率利而变四化，趁而由危于坐棋标系撞内所焰有轨融迹一脊起变淹化，蔽所以沉空间愉的路恳径并屑没有鼠改变商。六4霜时基呜控制紧的应叼用实赌例嫌我们求以车锣床上营加工捷多线漠螺纹扔为例舰介绍忧PM物AC伯卡如肝何利势用一唤个外待部时旋基进逝行复遇杂的屿精确样从动滨。P性MA闷C将给它的允切削仍轴从秒动于节主轴吩编码敞器，惧使得复刀具萄速度霉跟踪烘主轴港速度冠，从副而得辨到恒宴定的嫂螺距依，这饼可以摩在时公基控猎制下牧完成阳。为键主轴氏定义遇一个吓“怪实时林”贞速度娇，并扒以此孤设置狗时基宾常数骄。在模假设干主轴铺运行枝于实纯时速三度的萄前提蜓下对胀从动逼轴编供写程谱序耕时基弊控制爪将会潜自动肯主轴瞧速度荒的变眯化。顿我们恋加工锁一个忌5螺躺距（尼每英稍寸5旨线）皇螺杆亡。假教设主投轴速怠度为楚50障rp轧s.盐因此促切削肿速度锁为5回0（兴re掠v/握se鸭c）蠢/5漠（r菌ev漏/i盐n）卷＝1劳0i骡n/犁se剑c.氏为了捧使刀知具与咏每道烈螺纹士配准般（5追0r命ev杨/s隶ec胳<=反>2拨0m销se执c/闯re狠v）佣每个哑循环立的程掉序时骨间必谅须精垃确地睁为2等0m跌se下c/店re酸v的剖倍数忙。辜图2冶控抹制原婚理图舒基本胶设定虫和程座序编碑写如眉下：武设定梳和定树义：节&1服语盒传旅尘唉；喷在坐楚标系寿统1导中定映义轴管＃1第-＞岔10戒00叉X做汉；电卸机1狐在X套轴方凤向以糊10译00冈ct硬s径罩向切搭削哗＃2备-＞族10逐00哭0X橡牲；羽电机逃2在市X轴誉方向透以1票00污00抹ct把s切废削锁主轴猎编码踩器为喘10缠24秘线/砍re弱v或毫40歇96茂ct忠s/怨re议v.津在实拦时速制度为数30确00资rp绕m(堪50悲rp腐s)辞时，近编码扔器频矮率为可20押4.幸8c劳ts管/m睬se夜c.联按公早式，闪时基啦常数史为1得31阅,0适72阁/2毙04明.8敢＝6包40评WY申:1央83领3,凑64窄0哄怎互；设监置时拖基常衬数（返在地例址1艺83倘3）劝11镜93号＝1昌18荡3诞盲根；茶通满知坐盏标系忠统1沃用此还地址傍作为鹿时基剩来源宗运动笑程序察如下镇：牲OP轨EN巧P外RO押G采77速C小LE尖AR冤毁夫卡；慢准备丈进入增程序胸缓存灵P1策00逼=3产.0嗓0耍劣越谊掠兔而耽刘嗽；道X（筒径向哑）与查毛但疮距离百P1水01剩=P荷10纳0劳；切描削起枪始位坛置歌RA挑PI来D盼X(壁P1竿00催-0贷.1续)田Z2母筋蜜伍捷；挎快速赶运动慌到起已始位体置忍WH威IL幸E(务P1嫂01侧<3跨.1垫0)师出吹须呆散颗；循驱环直讽到深垃度为疗0.歌1英挎寸厌P1质01怨=P章10事1+萍0.式01图事溉吨州荐甜浓；馅增加冤深切购0.漆01是TM顾10流0烈牺孩追牺避境例匠吉丸凤；1俱00燕ms碎ec纲“桶切如命”颈时间出X(末P1挂01窄)歌绩喉订坚舞辅寻得杯症；洽进入寇毛无的轴淘半径碧（调“籍切入础）递TM蛙(2哈4*胃10即00致/1报0)踩资爽雄没恒得酸；以耳10雁in安/s胜ec斧运动姐24砌英寸浪Z2露6宗狱淘骆饼帜骂级舅前少敲族；渣制造锐24便英寸你螺纹掏（2冶6-悠2）叨TM拔60究鼻禽包唱筑纸晋稿帖者染；属60怜ms室ec匠退刀怖时间电X(售P1屋00零-0幻.1涛)贪薯猛商叮献畏珍筐位；刚告好退贼到毛擦外刮TM衡(2猜4*睛10伏00欠/3弓0)其访荣恋菜伴煮狐；以逝30撒in厉/s振ec定运动译24僵英寸父Z2医0抹妄见栽确果抚麦角杆料仰僚；氧从下克一个舱螺纹连反向陶运动烤析裕骡壮徐顾头翼绣唯亡高斗葛；循状环中汁运动周的总紧时间晨为讨贡轿姿饿前睬焰醋帝骗轧读豪适；1姻00赞+2广40挤0+宣60愉+8助00降＝3话36互0m扬se芳c拦退膊朵侮巩痒于守饶演日预劈素；正耽好是牌20配ms糕ec丧的倍斥数或备主轴自转一绩圈捐EN脊DW磁HI火LE依帅达抚腔狱牲辅斯律；结愈束循隶环扑RA透PI道D竭X0符Z尝0逼留构固触遭属罪脉；叨返回圣初始粱位置胃CL革OS剥E四5圣结束筒语梳颠掌本文取分析芳了开寄放式净控制赖卡P虾MA瓜C的俯时基逝控制穗原理嗓，从扛中可颗以知萌道P除MA欢C时坊基控比制技丰术很征好的麻解决南了从蠢动坐露标系禾与主匆动坐汤标系员的良蹈好的骑同步邮问题戏。秋这一虏功能鸽可广鹊泛地罗应用定于机敌械制薯造、壶自动挣控制仁等领裙域,计它柴可以既使两乐个不甲同的匠事件列达到蒙精确煤的残同步团运行为。因参考佩文献秧：势[1法]漏黎凌地霄喜，邮吕强黄中杜.累基于伟PC钓柔性污和开何放性拥的可侄编程练多轴少控制妨器件[J那]莲.槽机械防工程铜师桃,谣20户02胜,茫(5