專利名稱：嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及是一種嵌入式數(shù)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
數(shù)控系統(tǒng)是現(xiàn)化制造業(yè)的核心技術(shù)，是衡量一個國家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。以PC機作為基礎(chǔ)的CNC，導(dǎo)致硬件制約的解除及大量應(yīng)用軟件被兼收并蓄，為我國的CNC開發(fā)和應(yīng)用帶來了新的機遇，使得我國數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)商有了一個趕上世界數(shù)控技術(shù)發(fā)展潮流的機遇。然而，在我國蓬勃發(fā)展的基于PC的數(shù)控系統(tǒng)也有著不足之處。由于PC的體積限制，基于PC的數(shù)控系統(tǒng)不能夠裝入體積嚴格要求的微型或小型系統(tǒng)內(nèi)。另外，基于PC的CNC往往功能強大，相對一些功能要求單一的簡單系統(tǒng)，就顯得有些大材小用，成本過高。而嵌入式系統(tǒng)的蓬勃發(fā)展，正好解決了基于PC的數(shù)控系統(tǒng)的這種尷尬。嵌入式系統(tǒng)為數(shù)控技術(shù)提供了一種靈活方便的，能夠嵌入在工業(yè)系統(tǒng)內(nèi)部，在工業(yè)極端環(huán)境里能夠連續(xù)長期穩(wěn)定可靠工作的微小型，廉價的控制系統(tǒng)。
同時，隨著伴隨著半導(dǎo)體制造業(yè)、計算機制造業(yè)、數(shù)控技術(shù)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展而取得驚人業(yè)績的數(shù)字運動控制器，在一些工業(yè)發(fā)達國家已形成了一種新興的產(chǎn)業(yè)。它能夠為從事各種機電一體化設(shè)備控制工作的應(yīng)用工程師提供功能完備、十分靈活且使用方便的控制平臺。從而使得應(yīng)用工程師可以利用工業(yè)控制計算機或嵌入式系統(tǒng)的現(xiàn)有資源，快速構(gòu)筑各種各樣的專業(yè)化的數(shù)控系統(tǒng)。許多公司(如GALIL公司)已經(jīng)開始采用數(shù)字運動控制芯片生產(chǎn)基于工業(yè)PC的控制卡或者獨立型的控制卡。

發(fā)明內(nèi)容
為了得到一種低成本、高性能的數(shù)控系統(tǒng)，本實用新型提出了一種嵌入式數(shù)控系統(tǒng)。
本實用新型采用的技術(shù)方案是包括SAMSUNG44BO ARM開發(fā)板，電平轉(zhuǎn)換電路，地址譯碼電路，輸入輸出接口電路，運動控制電路，控制系統(tǒng)接口。SAMSUNG44BO ARM開發(fā)板接口的接口依次與電平轉(zhuǎn)換電路接口，地址譯碼電路，運動控制電路，控制系統(tǒng)接口連接，地址譯碼電路還與輸入輸出接口電路連接。
本實用新型采用的有益效果是，采用雙CPU(SAMSUNG44BO ARM開發(fā)板中ARMCPU和運動控制芯片PCL6045)方式，提高了運算和插補速度，提高加工性能，采用這種專用芯片，大大減少電路復(fù)雜程度，提高電路穩(wěn)定可靠性。由于省去了龐大昂貴的PC機，將大大降低數(shù)控系統(tǒng)的成本。


圖1是嵌入式數(shù)控系統(tǒng)總框圖；圖2是SUMSUN644BOARM開發(fā)板接口；圖3是電平轉(zhuǎn)換電路；圖4是地址譯碼電路；圖5是輸入輸出電路；圖6是運動控制電路；圖7是控制系統(tǒng)接口。
具體實施方式
如圖1所示，包括SAMSUNG44BO ARM(Advanced RISC Machines先進精簡指令集核)開發(fā)板1，電平轉(zhuǎn)換電路2，地址譯碼電路3，輸入輸出接口電路4，運動控制電路5，控制系統(tǒng)接口6；SAMSUN644BO ARM開發(fā)板1依次與電平轉(zhuǎn)換電路2，地址譯碼電路3，運動控制電路5，控制系統(tǒng)接口6連接，地址譯碼電路(3)還與輸入輸出接口電路4連接。
如圖2所示，所述的SAMSUNG44BO ARM開發(fā)板1，共有四個接口插件1-1、1-2、1-3、1-4，插件的形式為插針插件。
如圖3所示，所述的電平轉(zhuǎn)換電路2，由5片74LVC4245芯片2-1、2-2、2-3、2-4、2-5和電平轉(zhuǎn)換電路接口插件2-6組成，電平轉(zhuǎn)換電路2具有SAMSUNG44BO ARM開發(fā)板同樣的四個接口插件1-1，1-2，1-3，1-4，電平轉(zhuǎn)換電路2的第一芯片2-1和開發(fā)板1的第二接口插件1-2相接，電平轉(zhuǎn)換電路2的第二芯片2-2和開發(fā)板1的第一接口插件1-2相接，電平轉(zhuǎn)換電路2的第三芯片2-3和開發(fā)板1的第二接口插件1-2、第四接口插件1-4相接，電平轉(zhuǎn)換電路2的第四芯片2-4和開發(fā)板1的第二接口插件1-2相接，電平轉(zhuǎn)換電路2的第五芯片2-5和開發(fā)板1的第一接口插件1-1、第三接口插件1-3相接，電平轉(zhuǎn)換電路接口插件2-6和譯碼電路接口插件3-1通過37芯信號線相連。
如圖4所示，所述的地址譯碼電路3，由GAL16V8D芯片3-2和譯碼電路接口插件3-1組成，GAL16V8D芯片3-2和譯碼電路接口插件3-1相連，譯碼電路接口插件3-1通過37芯信號線和電平轉(zhuǎn)換電路接口插件2-6相連。
如圖5所示，所述的輸入輸出接口電路4，由兩塊芯片74LS2734-1、4-2，輸入輸出接口電路4的一塊芯片74LS244和輸入輸出接口插件DB37組成，輸入輸出接口電路4的第一芯片74LS2734-1和輸入輸出接口電路4的第二芯片74LS2734-2和輸出接口插件DB37相連，輸入輸出接口插件通過機床連接線和機床相連。
如圖6所示，所述的運動控制電路(5)由PCL6045(日本NPM運動控制芯片)運動控制芯片5-1，四位撥碼開關(guān)5-2和10K阻值的排阻5-3組成，PCL6045運動控制芯片5-1和譯碼電路接口插件3-1相連，四位撥碼開關(guān)5-2，10K阻值的排阻5-3和PCL6045運動控制芯片5-1相連。
如圖7所示，所述的控制系統(tǒng)接口6由四塊MC3486芯片6-1，6-2，6-3，6-6，10K上拉排阻6-4，74HC21芯片6-5，手脈接口插件6-7，機床控制信號接口6-8和X，Y，Z，U四軸編碼器接口6-9組成，控制系統(tǒng)接口6的第一MC3486芯片6-1，控制系統(tǒng)接口6的第二MC3486芯片6-2，控制系統(tǒng)接口6的第三MC3486芯片6-3和X，Y，Z，U四軸編碼器接口6-9相連，10K上拉排阻6-4和74HC21芯片6-5相連，控制系統(tǒng)接口6的第四MC3486芯片6-6和手脈接口插件6-7相連，機床控制信號接口6-8和PCL6045運動控制芯片5-1相連。
該嵌入式數(shù)控系統(tǒng)采用SAMSUNG 44BO ARM開發(fā)板作為嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的主控，主要負責(zé)加工代碼的解釋和機床信號的監(jiān)控，通過電平轉(zhuǎn)換電路和地址譯碼電路和運動控制電路相連，運動控制電路采用高性能的運動控制芯片PCL6045作為其運動控制部分，專門負責(zé)實現(xiàn)復(fù)雜的運動控制，提高插補功能。采用以上雙CPU(SAMSUNG44BO ARM開發(fā)板中ARM CPU和運動控制芯片PCL6045)控制，提高了運算速度，同時也提高了加工速度，地址譯碼電路擴展出數(shù)控系統(tǒng)輸入輸出接口，滿足高性能數(shù)控系統(tǒng)大量輸入輸出控制的要求，通過數(shù)控系統(tǒng)接口和機床電機驅(qū)動器相連，實現(xiàn)高性能數(shù)控機床的控制。
權(quán)利要求1.一種嵌入式數(shù)控系統(tǒng)，其特征在于包括SAMSUNG44BO ARM開發(fā)板(1)，電平轉(zhuǎn)換(2)電路，地址譯碼電路(3)，輸入輸出接口電路(4)，運動控制電路(5)，控制系統(tǒng)接口(6)；SAMSUNG44BO ARM開發(fā)板接口(1)的接口依次與電平轉(zhuǎn)換(2)電路接口，地址譯碼電路(3)，運動控制電路(5)，控制系統(tǒng)接口(6)連接，地址譯碼電路(3)還與輸入輸出接口電路(4)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種嵌入式數(shù)控系統(tǒng)，其特征在于所述的SAMSUNG44BO ARM開發(fā)板(1)，共有四個接口插件(1-1、1-2、1-3、1-4)，插件的形式為插針插件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種嵌入式數(shù)控系統(tǒng)，其特征在于所述的電平轉(zhuǎn)換電路(2)，由5片74LVC4245芯片(2-1、2-2、2-3、2-4、2-5)和電平轉(zhuǎn)換電路接口插件(2-6)組成，電平轉(zhuǎn)換電路(2)具有SAMSUNG44BO ARM開發(fā)板同樣的四個接口插件(1-1，1-2，1-3，1-4)，電平轉(zhuǎn)換電路(2)的第一芯片(2-1)和開發(fā)板(1)的第二接口插件(1-2)相接，電平轉(zhuǎn)換電路(2)的第二芯片(2-2)和開發(fā)板(1)的第一接口插件(1-2)相接，電平轉(zhuǎn)換電路(2)的第三芯片(2-3)和開發(fā)板(1)的第二接口插件(1-2)、第四接口插件(1-4)相接，電平轉(zhuǎn)換電路(2)的第四芯片(2-4)和開發(fā)板(1)的第二接口插件(1-2)相接，電平轉(zhuǎn)換電路(2)的第五芯片(2-5)和開發(fā)板(1)的第一接口插件(1-1)、第三接口插件(1-3)相接，電平轉(zhuǎn)換電路接口插件(2-6)和譯碼電路接口插件(3-1)通過37芯信號線相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種嵌入式數(shù)控系統(tǒng)，其特征在于所述的地址譯碼電路(3)，由GAL16V8D芯片(3-2)和譯碼電路接口插件(3-1)組成，GAL16V8D芯片(3-2)和譯碼電路接口插件(3-1)相連，譯碼電路接口插件(3-1)通過37芯信號線和電平轉(zhuǎn)換電路接口插件(2-6)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種嵌入式數(shù)控系統(tǒng)，其特征在于所述的輸入輸出接口電路(4)，由兩塊芯片74LS273(4-1、4-2)，輸入輸出接口電路(4)的第一塊芯片74LS244和輸入輸出接口插件(DB37)組成，輸入輸出接口電路(4)的第一芯片74LS273(4-1)和輸入輸出接口電路(4)的第二芯片74LS273(4-2)和輸出接口插件(DB37)相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種嵌入式數(shù)控系統(tǒng)，其特征在于所述的運動控制電路(5)由PCL6045運動控制芯片(5-1)，四位撥碼開關(guān)(5-2)和10K阻值的排阻(5-3)組成，PCL6045運動控制芯片(5-1)和譯碼電路接口插件(3-1)相連，四位撥碼開關(guān)(5-2)，10K阻值的排阻(5-3)和PCL6045運動控制芯片(5-1)相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種嵌入式數(shù)控系統(tǒng)，其特征在于所述的控制系統(tǒng)接口(6)由四塊MC3486芯片(6-1，6-2，6-3，6-6)，10K上拉排阻(6-4)，74HC21芯片(6-5)，手脈接口插件(6-7)，機床控制信號接口(6-8)和X，Y，Z，U四軸編碼器接口(6-9)組成，控制系統(tǒng)接口(6)的第一MC3486芯片(6-1)，控制系統(tǒng)接口(6)的第二MC3486芯片(6-2)，控制系統(tǒng)接口(6)的第三MC3486芯片(6-3)和X，Y，Z，U四軸編碼器接口(6-9)相連，10K上拉排阻(6-4)和74HC21芯片(6-5)相連，控制系統(tǒng)接口(6)的第四MC3486芯片(6-6)和手脈接口插件(6-7)相連，機床控制信號接口(6-8)和PCL6045運動控制芯片(5-1)相連。
專利摘要本實用新型公開了一種嵌入式數(shù)控系統(tǒng)，SAMSUNG44BO ARM開發(fā)板的接口，依次與電平轉(zhuǎn)換電路的接口，地址譯碼電路，運動控制電路，控制系統(tǒng)接口連接，地址譯碼電路還與輸入輸出接口電路連接。該系統(tǒng)是基于ARM及運動控制芯片的嵌入式數(shù)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用嵌入式ARM處理器作為數(shù)控系統(tǒng)的控制核心；采用高性能的運動控制芯片PCL6045負責(zé)實現(xiàn)復(fù)雜的運動控制。該嵌入式數(shù)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)多軸直線插補及兩軸圓弧插補運動功能。采用雙CPU(SAMSUNG44BOARM開發(fā)板中ARM CPU和運動控制芯片PCL6045)控制，提高了運算速度，同時也提高了加工速度，該系統(tǒng)是一款高性能的嵌入式數(shù)控系統(tǒng)。
文檔編號G05B19/18GK2786677SQ20052010168
公開日2006年6月7日 申請日期2005年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月18日
發(fā)明者傅建中, 郭輝, 呂建飛 申請人:杭州浙大辰光科技有限公司